Diseño de Un Canal Rectangular

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DISEO DE UN CANAL RECTANGULAR

E S C U E L A C O L O M B I A N A D E

I N G E N I E R A J U L I O G A R A V I T O

D I S E O C I V I L

I N G . J o s A l b e r t o B o a d a

1 4 / 0 2 / 2 0 1 4

PRESENTADO POR: - Laura Mara Castellanos Salamanca - Bibiana A. Huertas Huertas - Fabin Esteban Rodrguez Crdenas

1

TABLA DE CONTENIDO

ALCANCE ............................................................................................................................................2

1. Diseo Hidrulico ....................................................................................................................2

1.1 Clculos de la profundidad normal del flujo ..............................................................................

1.2 Chequeo de la velocidad admisible ..........................................................................................

1.3 Borde Libre ..............................................................................................................................

1.4 Dimensiones internas completas del canal ...............................................................................

2. Anlisis de Estabilidad ...........................................................................................................5

2.1 Planteamiento de hiptesis de carga ........................................................................................

2.1.1 Hiptesis de carga (H1) ..................................................................................................5 2.1.2 Hiptesis de carga (H2) ..................................................................................................5 2.1.3 Hiptesis de carga (H3) ..................................................................................................6 2.1.4 Hiptesis de carga (H4) ..................................................................................................6 2.1.5 Hiptesis de carga (H5) ..................................................................................................7

2.2 Clculo de presiones activas ...................................................................................................7

2.3 Factores de seguridad ..............................................................................................................

2.3.1 Factor de seguridad a deslizamiento ............................................................................... 2.3.2 Factor de seguridad a volcamiento .................................................................................. 2.3.3 Anlisis de estabilidad a capacidad portante ................................................................... 2.3.4 Factor de seguridad a flotacin (subdrenaje) ..................................................................

2.4 Dimensiones completas de la estructura ............................................................................... 15

3. Anlisis Estructural ............................................................................................................... 16

3.1 Combinacin de cargas Mtodo de la resistencia ltima (U) .............................................. 16

3.2 Clculo del coeficiente de durabilidad ambiental (Sd) ............................................................ 16

3.3 Cargas Mayoradas ................................................................................................................ 17

3.4 Combinacin de hiptesis de carga (1) ................................................................................. 24

3.4.1 Placa de cubierta ............................................................................................................ 3.4.2 Muros .............................................................................................................................. 3.4.3 Losa estructural de cimentacin ......................................................................................

3.5 Combinacin de hiptesis de carga (2) ........................................................................................ 25 3.5.1 Placa de cubierta ............................................................................................................

3.5.2 Muros .............................................................................................................................. 3.5.3 Losa estructural de cimentacin ......................................................................................


3.6.1 Placa de cubierta ............................................................................................................ 3.6.2 Muros .............................................................................................................................. 3.6.3 Losa estructural de cimentacin ......................................................................................

3.7 Cuadro resumen de cortantes (V) y momentos (M) ............................................................... 31

2

4. Diseo de Concreto de la seccin del canal ....................................................................... 32


4.1.1 Placa de cubierta ............................................................................................................ 4.1.2 Muros .............................................................................................................................. 4.1.3 Losa de cimentacin .......................................................................................................


4.2.1 Placa de cubierta ............................................................................................................ 4.2.2 Muros .............................................................................................................................. 4.2.3 Refuerzo de retraccin y temperatura .............................................................................


4.3.1 Placa de cubierta ............................................................................................................ 4.3.2 Muros .............................................................................................................................. 4.3.3 Refuerzo de retraccin y temperatura .............................................................................

4.4 Cuadro resumen de resultados de clculo de la armadura de refuerzo ....................................

4.5 Determinacin de la separacin de juntas de movimiento ........................................................

5. Cantidades de obra ............................................................................................................... 40

5.1 Clculo cantidades de obra ................................................................................................... 40

5.2 Anlisis de precios unitarios (A.P.Us) ................................................................................... 41

5.3 Presupuesto de la obra ......................................................................................................... 53

6. Programa de construccin ......................................................................................................

6.1 Cronograma de la obra ............................................................................................................

6.2 Esquema de etapas de construccin de la estructura ........................................................... 54

7. Planos de construccin ...........................................................................................................

3

DISEO DE UNA SECCIN RECTANGULAR

Fecha de entrega: del 14 de febrero a las 8:00 a.m. al 15 de febrero a las 6:00 p.m.

A. Propsito: Dar aplicacin a la metodologa de clculo hidrulico para canales a flujo libre segn Ven Te Chow, as como la aplicacin del anlisis de estructuras sometidas a cargas no simultaneas y con problemas de flotacin segn lo visto en clase, en un todo acuerdo con el instructivo para presentacin de informe. No olvidar elaborar, utilizar e incluir la lista de chequeo.

B. Alcance del Trabajo 1. Diseo hidrulico de un canal rectangular, dotado de una placa de cubierta, con un base

B=2,75 m, con 1.5 Km de longitud, que va a transportar un caudal total de 8,45 m3/s de agua para consumo humano y que ser construido en concreto reforzado, segn esquema adjunto, con un n de Manning de 0,016, una pendiente s =0,0009 m/m

2. Anlisis estructural y diseo del concreto de la seccin del canal (Reglamento NSR-10), a partir del diseo hidrulico y previo dimensionamiento de los espesores de los elementos constitutivos de la estructura (ver esquema adjunto), con el propsito de elaborar el presupuesto, el programa de construccin de la obra y los planos de construccin. No se tendr en cuenta el efecto de un sismo.

C. Proceso de diseo y sus correspondientes resultados 1. Ejecucin y presentacin de los clculos completos y pormenorizados del diseo hidrulico

(chequeo de velocidad admisible). El borde libre B.L., se dimensionara de acuerdo con uno de los criterios del numeral 7.5 del libro Ven Te Chow, igual al 12% de Yn. Resultado: dimensiones internas completas del canal.

2. Anlisis completo de estabilidad: Planteamiento especfico de hiptesis de carga y combinacin de las mismas, factores de seguridad a deslizamiento, volcamiento, capacidad portante y flotacin (subdrenaje). Utilizar factores de seguridad admisibles dados por la NSR-10 para muros de contencin y adems tener en cuenta lo expuesto en clase al respecto, en especial para la flotacin. Resultado: dimensiones completas de la estructura.

3. Anlisis estructural completo: Planteamiento especfico de hiptesis de carga; combinacin de hiptesis de carga para obtener esfuerzos mximos en los diferentes elemento; determinacin de momentos en los apoyos y en las luces, esfuerzos cortantes mximos y cargas axiales mximas. Resultado: diagrama de momentos, cargas axiales y cortantes; y un cuadro resumen de momentos y cortantes con los signos adoptados para el anlisis.

4. Ejecucin y presentacin del diseo de concreto de la seccin del canal, previamente analizada estructuralmente y previa determinacin de la separacin de juntas de movimiento, citando los apartes de la NSR-10 utilizados. Resultado: cuadro resumen de resultados del clculo de armaduras.

5. Ejecucin y presentacin de los clculos completos de cantidades de obra y la cartilla de despiece del refuerzo. Adopcin de los precios unitarios de cada uno de los tems de obra cubicados detallando en un cuadro el alcance de cada uno de los precios utilizados y clculo y presentacin del presupuesto de la obra.

6. Presentacin del programa de construccin de la obra (presentado en una hoja de tamao carta, doble o triple-carta, pero slo en una hoja), que debe acompaarse con un esquema que ilustre las etapas de construccin (diferentes al proceso de construccin) de la estructura.

7. Elaboracin y presentacin en hojas tamao carta del juego completo y ordenado de planos de construccin de la estructura.

0

Esquema Adjunto

0

LISTA DE CHEQUEO

1. Presentacin del informe

1.1 Informe empastado (con tecnologa diferente al Velobind)

1.2 Presentacin en hojas blancas tamao carta.

1.3 La caratula lleva los datos completos de identificacin y fecha...

1.4 Se inicia con ndice del trabajo completo, que indica el nmero de las hojas respectivas...

1.5 Tema completo del trabajo, anexando el esquema entregado.

1.6 Se incluye lista de chequeo...

1.7 Se incluye el alcance del trabajo definido por los autores.

1.8 No se anexa hojas separadas con las referencias

1.9 Cada tema desarrollado o cada F.S admisible utilizado lleva su referencia..

1.10 Los clculos se presentan en forma pormenorizada, respaldados por diagramas de carga,

dimensiones, cortante y momentos.

1.11 Los cuadros y tablas debidamente explicados van con los clculos correspondientes.

1.12 Los caculos realizados en programas de computador o calculadora o frmulas de un

folleto, son validacin usando Cross, Kani, Takabeya o la frmula de tres momentos

1.13 El cronograma de construccin se presenta en una sola hoja tamao carta, doble carta o

triple-carta

1.14 Los planos de construccin estn en tamao carta, con su rotulo respectivo

2. Alcance del trabajo

2.1 Se presenta el dimensionamiento hidrulico del canal rectangular as:

2.1.1 Clculo de las dimensiones para transportar el caudal dado

2.1.2 Comparacin de la velocidad calculada con las velocidades admisibles

2.1.3 Diagrama de las dimensiones internas definitivas del canal.

2.2 Se presenta el anlisis completo de estabilidad esttica as:

2.2.1 Se precisa claramente la adopcin del subdrenaje.

2.2.2 Se presentan las combinaciones de hiptesis de carga utilizadas

2.2.3 Estabilidad al deslizamiento

2.2.4 Estabilidad al volcamiento..

2.2.5 Estabilidad por capacidad portante...

2.2.6 Estabilidad contra flotacin

2.2.7 Diagramas de las dimensiones completas de la seccin transversal del canal..

2.3 Se presenta el anlisis estructural completo as:

2.3.1 Combinacin de hiptesis de carga para determinar esfuerzos mximos probables

2.3.2 Calculo de momentos, esfuerzos axiales y cortantes.

2.3.3 Diagramas de esfuerzos cortantes, momentos y cargas axiales..

2.3.4 Cuadro resumen de momentos y esfuerzos encontrados..

2.4 Se presenta el diseo de concreto para cada uno de los elementos estructurales as:

2.4.1 Referencia de los apartes del reglamento NSR-10 utilizados en el diseo.

2.4.2 Refuerzos principales (chequeo del refuerzo mnimo)

2.4.3 Refuerzo de retraccin de fraguado y cambio de temperatura y su concordancia con

las juntas de movimiento

2.4.4 Cuadro resumen del resultado del clculo de las armaduras del canal

2.5 El programa de construccin sigue la secuencia lgica de las actividades..

1

2.6 El presupuesto se elabor de acuerdo con el instructivo as:

2.6.1 Las cantidades de obra, calculadas de forma pormenorizada y con base en diagramas

detallados de dimensiones.

2.6.2 Los precios unitarios, los cuales se precisan de acuerdo con la publicacin..

2.6.3 Se efectu el presupuesto por el porcentaje de AIU..

2.7 Los planos de construccin se presentan en tamao carta y en orden lgico as:

2.7.1 Planta

2.7.2 Corte Longitudinal

2.7.3 Corte Transversal

2.7.4 Detalle de juntas y cartillas de despieces.

2

1. DISEO HIDRULICO

Para nuestro proyecto, se cuentan con los siguientes parmetros de diseo, segn las

especificaciones dadas en el temario del presente trabajo:

= 8,45 3

= 0,0009

= 0,016

() = 2,75

1.1 Clculo de la profundidad normal del flujo (Yn)

(Ref.: Ven Te Chow., Hidrulica de Canales Abiertos, Captulo. 6 Clculo del flujo uniforme, pg. 126)

El clculo de la profundidad normal del flujo se calculara a partir de la ecuacin de flujo uniforme.

En los siguientes clculos se utiliza la ecuacin de Manning, usando el mtodo algebraico.

=

(1-1)

, donde:

V= Velocidad media de flujo [m/s] n= Coeficiente de rugosidad. RH= radio hidrulico [m] SO= Pendiente de la solera del canal [m/m]

Por la ecuacin de continuidad, tenemos que = , donde A es el rea de la seccin

transversal del canal (para efectos de nuestro trabajo contamos con un canal rectangular);

reemplazando en la ecuacin (1.1) obtenemos:

=1

2 3 1 2 (1-2)

, donde:

Q= Caudal de diseo [m3/s] Para un canal rectangular, tenemos que:

A= rea mojada de la seccin transversal = Permetro= Permetro mojado = + 2

Entonces, el radio hidrulico es:

=

+2 (1-3)

Reemplazando en la ecuacin (1-2), obtenemos:

8,45 =1

0,016 (2,75 ) (

2,75 2,75 + 2

)2 3

0,00091 2

yn= 1,90 m

3

1.2 Chequeo de velocidad admisible (Ref.: Ven Te Chow., Hidrulica de Canales Abiertos, Captulo. 7 Diseo de canales con flujo uniforme, pg. 155)

=

=

=

=

8,45

2,75 1,90= , /

En general puede adaptarse una velocidad media mnima permisible (velocidad NO

sedimentante) no inferior a 0,8 m/s, cuando el canal es revestido, esta velocidad previene el

crecimiento de vegetacin.

1,62

> .. = 0,8

!

En canales artificiales revestidos, la velocidad mxima permisible (velocidad que NO causa

erosin) puede NO considerarse siempre y cuando el agua no transporte arena, grava o piedras.

Nuestro canal va a transporta agua para consumo humano; se puede afirmar que no va tener

presencia de arena, gravas o piedras.

Sin embargo, el agua que se mueve rpidamente tiene tendencia a mover el material de

revestimiento, por esta razn adoptamos un valor mximo para la velocidad de 4,5 m/s, segn la

referencia consultada.

1,62

< .. = 4,5

!

1.3 Clculo del Borde Libre (B.L) (Ref.: Ven Te Chow., Hidrulica de Canales Abiertos, Captulo. 7 Diseo de canales con flujo uniforme, pg. 156)

En el diseo es comn el uso de bordes libres que varan desde menos del 5% a ms del 30% de

la profundidad del flujo, en nuestro diseo, teniendo en cuenta las consideraciones de tamao y

localizacin del canal se adopta un borde libre del 12% de la profundidad normal del flujo.

. = 0,12

. = 0,12 1,90 = 0,228 ,

1.4 Dimensiones Internas Completas del Canal

= + . = 1,90 + 0,23

= ,

= ,

4

A continuacin, se presenta el esquema completo con las dimensiones internas completas del

canal:

Esquema de dimensiones internas del canal

Esquema 1 Dimensiones internas del canal

EJE DEL CANAL

0,1 0,28 2,75 0,28 0,1

3,5

0,25 0,25

0,4

5

2,6

4

0,13 0,1

8

0,1

6

B=2,75

B/2=1,37

Yn

=1

,90

BL

=0

,23

NIVEL DEL AGUA

NIVEL DEL AGUA

LOSA DE CUBIERTA

RASANTE

TERRENO NATURAL

RELLENO

1,9

90

,2

5

2. ANALISIS DE ESTABILIDAD

2.1 Planteamiento de Hiptesis de Carga

(Ref.: Apuntes de clase) 2.1.1 Hiptesis H1

Se tiene en cuenta la reaccin del suelo y el peso de la estructura.

Esquema No. 1 Hiptesis de carga 1

2.1.2 Hiptesis H2

Se tiene en cuanta la presiones internas debidas a la accin del agua sobre las paredes

del canal y la reaccin del suelo.

EJE DEL CANAL

PESO PROPIO

PESO PROPIO

REACCION DEL SUELO DEBIDO AL PESO PROPIO

6

Esquema No 2 Hiptesis de carga 2

2.1.3 Hiptesis H3

Se tiene en cuenta el empuje activo del suelo sobre la estructura y la presin debida a la

sobrecarga.


2.1.4 Hiptesis H4

Se tiene en cuenta la presin hidrosttica (presin de poros) en la parte externa del canal

EJE DEL CANAL

PRESION HIDROSTTICA

REACCIN DEL SUELO DEBIDO A LA PRESIN HIDROSTTICA

EJE DEL CANAL

SOBRECARGA

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN

ACTIVA DEL

SUELO

SOBRECARGA

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN

ACTIVA DEL

SUELO

7


2.1.5 Hiptesis H5

En este hiptesis se tiene en cuenta la presin debida al empuje activo del terreno y la

sobrecarga actuando en una sola cara de la estructura.


EJE DEL CANAL

PRESIN

HIDROSTTICA POR

NIVEL FRETICO

SUBPRESIN

PRESIN

HIDROSTTICA POR

NIVEL FRETICO

EJE DEL CANAL

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN

ACTIVA DEL

SUELO

PESO PROPIO

PESO PROPIO

8

2.2 Clculo de Presiones Activas

Calculo del empuje activo del suelo

Referencia: Fundamentos de Ingeniera Geotcnica, Braja M. Das, Cap 12.2 y 12.5, tabla 9.3 Para determinar el valor del empuje generado por el suelo aplicamos la siguiente ecuacin Donde: Pa= empuje activo del suelo = peso unitario del suelo Ka= constante del empuje activo obtenido de la tabla de referencia H= longitud del muro que resultara afectada por el empuje del suelo As entonces el valor del empuje es:

=1

2 1.9 3 0.33

(2.46)2 = 1.90

Empuje debido a la sobrecarga En este caso, se presenta una sobrecarga encima del suelo de relleno debido solamente por el efecto de trfico, que se calcula con la ecuacin

= Donde = sobrecarga = peso unitario del suelo de relleno = espesor del suelo de transito

= 1.9

3 0.6 = 1.14

2

De igual manera se calcula el empuje debido a la sobrecarga con la siguiente ecuacin

= Donde: Q= empuje debido a la sobrecarga Ka= constante del empuje activo obtenido de la tabla de referencia qtransitol= sobrecarga total obtenida H= longitud del muro que resultara afectada por el empuje del suelo

= 0.33 1.14 2 2.46 = 0.93

El empuje total de tierras ser la suma de empuje activo y el empuje por sobrecarga, que ser entonces

= 0.93 + 1.90

= 2.82

2.3 Factores de seguridad

Se presenta un esquema donde se limitan las reas necesarias para el clculo de la sumatoria de

fuerzas verticales y momentos.

=1

2 2

9

Tabla No. 1 Clculo de fuerzas verticales y moment

EJE DEL CANAL

12 3

18 17

4

20

5

19

6 7

14 151612

10 8

22

9 11

17

21

1 0,963 2,40 2,310 1,750 4,043

2 0,169 2,40 0,405 3,313 1,342

3 0,169 2,40 0,405 0,188 0,076

4 0,022 2,40 0,053 3,383 0,180

5 0,022 2,40 0,053 0,117 0,006

6 0,453 2,40 1,086 3,250 3,530

7 0,453 2,40 1,086 0,250 0,272

8 0,024 2,40 0,059 3,188 0,187

9 0,024 2,40 0,059 0,313 0,018

10 0,016 2,40 0,037 3,313 0,124

11 0,016 2,40 0,037 0,188 0,007

12 0,008 2,40 0,019 3,417 0,064

13 0,008 2,40 0,019 0,083 0,002

14 0,063 2,40 0,150 3,375 0,506

15 0,063 2,40 0,150 0,125 0,019

16 0,457 2,40 1,097 1,750 1,920

17 0,181 1,90 0,344 0,050 0,017

18 0,181 1,90 0,344 3,450 1,186

19 0,023 1,90 0,043 0,108 0,005

20 0,023 1,90 0,043 3,392 0,146

21 0,008 1,90 0,015 0,042 0,001

22 0,008 1,90 0,015 3,458 0,051

TOTAL Fv 7,829 TOTAL M 13,700

Momento

[ton-m]Fig. rea [m2] [ton/m3]

Fuerza

[ton/m]Brazo [m]

10

2.3.1 Factor de seguridad a deslizamiento (Ref.; Reglamento NSR-10, Ttulo H, Tabla H.6.9-1 Factores de seguridad indirectos mnimos) Anlisis

Combinacin de carga (1): H1+H5

Las cargas analizadas en esta combinacin incluyen el efecto del peso propio de la estructura y el

empuje activo actuando en una sola direccin, ya que consolidan el caso ms desfavorable para

la estabilidad a deslizamiento.

DIAGRAMA

Esquema No. 6 Combinacin de hiptesis de carga 1

El factor de seguridad contra desplazamiento, se calcula como el cociente entre las fuerzas

actuantes y las fuerzas resistentes, mediante la siguiente ecuacin:

(. . ) = ( ) +

, donde: V: Sumatoria de las fuerzas desestabilizantes C (terreno): Cohesin del terreno k1 y k2: Factores tericos. Su valor asumido es de 2/3 (terreno): ngulo de friccin del terreno. B: Base del muro Pa: Empuje total activo De la tabla 1_Clculo de la sumatoria de las fuerzas verticales, se obtuvo que: V=7,829 T/m

EJE DEL CANAL

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN

ACTIVA DEL

SUELO

PESO PROPIO

PESO PROPIO

11

Reemplazando, se obtiene:

(. . ) =7,829 (

23 20) + 3,5 (

23 2)

2,82= .

Segn el reglamento NSR-10, Ttulo H, Captulo H.6-Estructuras de contencin, Tabla H.6.9-1

Factores de seguridad indirectos mnimos se realiza la respectiva verificacin:

Condicin Construccin Esttico Sismo Seudo

esttico

Deslizamiento 1,60 1,60 Diseo 1,05

Tabla 2_Factor de seguridad para deslizamiento

(. . ) 1.6 . > 1.6

2.3.2 Factor de seguridad a volcamiento (Ref.; Reglamento NSR-10, Ttulo H, Tabla H.6.9-1 Factores de seguridad indirectos mnimos) Anlisis

Combinacin de Carga (1): H1+H5

Se considera el caso ms desfavorable para esta condicin, conformado por el efecto del peso

propio de la estructura y el empuje activo actuando en una sola direccin.


EJE DEL CANAL

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN

ACTIVA DEL

SUELO

PESO PROPIO

PESO PROPIO

El factor de seguridad est avalado por la NSR.10 en el ttulo H

12

El momento de volteo, MO, es:

= (

) + (

)

, donde: = cos =

= 1,90 (2,46

3) + 0,93 (

2,46

2) = ,

Factor de seguridad contra volteo, est definido como:

() =

, donde:

= .

= .

Segn el reglamento NSR-10 Ttulo H Captulo H.6 Estructuras de contencin, Tabla H.6.9-1

Factores de seguridad indirectos mnimos, se realiz el siguiente anlisis:

Tabla 3_Factor de seguridad contra volcamiento

*NOTA: Teniendo en cuenta el resultado de la Tabla 1_ para la sumatoria de momentos resistentes=13,7 ton-m, se efecta el siguiente anlisis:

() =13,70

2,70 = , 3 !

Volcamiento: el que resulte ms critico de

Momento Resistente/ Momento Actuante

Excentricidad en el sentido del momento (e/B) 3

1/6

3

1/6

Diseo

Diseo

2.00

1/4

Condicin Construccin Esttico SismoSeudo

esttico

El factor de seguridad est avalado por la NSR.10 en el ttulo H

13

2.3.3 Anlisis de estabilidad a capacidad portante (Ref.; Reglamento NSR-10, Ttulo H, Tabla H.6.9-1 Factores de seguridad indirectos mnimos)

Anlisis:

Combinacin de Carga (2): H1+H4+H5

Para esta condicin, se tuvo en cuenta el empuje activo del suelo actuando en una sola direccin,

tambin el peso propio de la estructura y la presin hidrosttica interna. Se consideran estas tres

hiptesis debido al efecto basculante que producen estas cargas en la estructura.


- Clculo del peso del agua

*NOTA: Se calcula solo el peso del agua por metro lineal, debido a que la presin hidrosttica en las caras

del canal son cargas antagnicas, que generan momentos que se anulan entre ellos.

= . = 1,0 (2,75 2,13) = 5,88 /

- Clculo de la excentricidad

=

2

+

=3,5

2

13,7 2,7

7,829 + 5,88 = 0,95

. = +

(1 +

6

) =

7,829 + 5,88

3,5(1 +

6 0,95

3,5) = , /

EJE DEL CANAL

PESO PROPIO

PESO PROPIO

PRESION HIDROSTTICA

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN

ACTIVA DEL

SUELO



14

- Capacidad de carga ultima del suelo Para el anlisis de capacidad portante, se procedi de la siguiente manera:

. = 10,30

2 > = 15

2 !

El suelo resiste las cargas impuestas por la estructura, el anlisis de estabilidad por capacidad

portante cumple.

2.3.4 Factor de seguridad a flotacin (Ref.; Apuntes de Clase) Anlisis

Combinacin de carga (3): H1+H2+H3

De acuerdo a lo visto en clase, los factores de seguridad mnimos para flotacin se encuentran

entre los siguientes valores, teniendo en cuenta ciertas condiciones:

. 1.1, sin

. 1.25,

. = 1.5,

Se considera la situacin en la que halla migracin de finos y en consecuencia los sub-drenajes

presenten un taponamiento, produciendo una sub-presin remanente en la estructura.


= 7,829

. 1

- Clculo de la Sub-presin (S)

EJE DEL CANAL

PESO PROPIO

PESO PROPIO

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN ACTIVA

DEL SUELO

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN ACTIVA

DEL SUELO

SOBRECARGA SOBRECARGA

SUBPRESIN


15

. = = 2,66 1

3 3,5 = 9,31

- Clculo del factor de seguridad a flotacin

. =

=

7,829

9,31= , < 1.1 !

2.4 Dimensiones Completas de la Estructura

Esquema No. 10 Dimensiones completas del canal

- Adopcin de Subdrenaje

Se adopta un subdrenaje que consta de un tubera perforada, ya que este debe ser un

conducto cerrado, rodeado de un geotextil, el cual evita la migracin de finos garantizado el

correcto funcionamiento (sin taponamientos) del mismo. Este tipo de subdrenaje es ideal para

tanques de agua para consumo humano ya que garantizamos que no se contamien el fluido.

Este subdenaje penetrara alrededor de 1,25 m en el terreno

El dimetro de la tubera ser de 2.5

- Espesor de la losa de fondo

Con base al dimensionamiento de la losa de fondo, se proceder a disear los dems

elementos estructurales del tanque.

Para el dimensionamiento de la losa se aplicaron las base de diseo como si se tratase de un

pavimento, se obtuvo un espesor = 0,35

EJE DEL CANAL

0,1 0,28 2,75 0,28 0,1

3,5

0,25 0,25

0,4

5

2,6

4

0,13 0,1

8

0,1

6

B=2,75

B/2=1,37

Yn

=1

,90

BL

=0

,23

NIVEL DEL AGUA

LOSA DE CUBIERTA

RASANTE

TERRENO NATURAL

RELLENO

1,9

90

,2

2,950,25 0,25

0,03 0,03

0,2

50

,13

1,8

1

0,1 0,1

Subdrenaje Subdrenaje

0,3 0,3

0,3 0,3

0,3

Segn lo visto en clase

16

3. ANLISIS ESTRUCTURAL

3.1 Mayoracin de Cargas

Referencias: Norma NSR-10, Ttulo C, aparte C.9.2.1.

Para el analisis estructural, se trabajar com el mtodo de la resistencia ultima. Segn el

Reglamento Colombia de Construccin Sismo Resistente, se proceder a amplificar las cargas,

segn se menciona en el ttulo correspondiente:

C.9.2.6 Cuando F (cargas de fluido) est presente, debe incluirse con el mismo factor de carga

de D en las ecuaciones (C.9-1) a (C.9-5) y en la ecuacin (C.9.-7)

C.9.2.7 Cuando H (empuje lateral de suelo) est presente se debe incluir en las

combinaciones de carga de (C.9.2.1.), con factores de carga que se ajuste en lo indicado en (a),

(b) o (c):

(a) Cuando H actu solo o incremente el valor de otras cargas, debe incluirse con un factor de

carga de 1.6

(b) Cuando el efecto de H y contrarresta el efecto de otras cargas debe incluirse con un factor de

0,9

(c) Cuando el efecto de H no es permanente, pero cuando est presente contrarresta el efecto de

otras cargas no debe incluir H.

A continuacin se presentan, las combinaciones de carga por el mtodo de resistencia ultima en

el aparte C.9.2.1, con las apreciaciones descritas anteriormente.

= 1,4 ( + ) = 1,4 (7,026 + 5,88) = 22,58

= 1,2 ( + ) + 1,6 ( + ) = 1,2 (7,026 + 5,88) + 1,6 (0,5 + 2,82) = 20,8

= 1,2 ( + ) + 1,0 + 1,6 = 1,2 (7,026 + 5,88) +

= 0,9 ( + ) + 1,6

, donde:

D = Carga Muerta

F = Carga generada por fluidos

L = Carga viva

H = Empuje de tierras

3.2 Clculo del coeficiente ambiental Sd

Nuestra estructura se considera como una estructura ambiental, debido a que est en contacto

permanente con el suelo y el agua; en general se encuentra en condiciones adversas que pueden

acelerar su deterioro.

A continuacin se proceder a calcular el coeficiente de durabilidad ambiental, segn las

modificaciones a los mtodos de diseo dispuesto en el captulo C.23.

=

17

= = 0,9

= 420

= 0,6

= , definido en el C.23 por la

siguiente ecuacin:

=57000

2 + 4 (50 +2 )

2

, donde:

S = espaciamiento medido centro a centro entre varillas segn la NSR-10, Captulo C.23 s =

200 mm

*NOTA: Segn lo dispuesto en el C.23, para lograr esfuerzos mnimos se requiere mayor nmero de barras

de menor dimetro

db =dimetros de las barras de refuerzo (Dimetro adoptado barras No. 4 =12,7 mm)

= 1,35 debido a que se trata de una estructura de exposicin natural normal

Entonces,

=57000

1,352002 + 4 (50 +12,7

2 )2

= 183,92

Reemplazando, obtenemos:

=0,9 420

0,6 1,28= 1,28

3.3 Cargas Mayoradas

*NOTA: La magnitud de las cargas presentadas a continuacin, fueron calculadas anteriormente en el

anlisis de estabilidad.

Tabla No. 4 Clculo del peso prprio de la estructura

1,10 1,69

1,81 2,78

1,81 2,78

2,31 3,55

SdMagnitud carga

[ton/m]Carga Mayorada

[ton/m]

PESO PROPIO DE LA ESTRUCTURA

1,20 1,28

P.P placa de cubierta

P.P Muro Izquierdo

P.P Muro Derecho

P.P Losa de cimentacin

Factor de

mayoracinDetalle de carga

18

Tabla No. 5 Fuerzas de fluidos

Tabla No. 6 Empuje de tierras

Tabla No. 7 Cargas Vivas

3,13 - - 3,13

FUERZAS DEBIDAS AL AGUA

Presin hidrostatica en el

fondo del canal (Fluidos)1,90 1,2 1,28 2,92

Presin Hidrostatica

externa (NF)

Sub-presin

2,98 - - 2,98

Detalle de cargaMagnitud carga

[ton/m]

Factor de

mayoracinSd

Carga Mayorada

[ton/m]

Presin Hidrostatica interna

en los muros (Fluidos)1,81 1,20 1,28 2,77

0,92 1,60 1,28 1,88

1,87 1,60 1,28 3,83Empuje activo de tierras

Sobrecarga

EMPUJE DE TIERRAS


[ton/m]

Factor de

mayoracinSd

Carga Mayorada

[ton/m]

1,02

CARGAS VIVAS DE LA ESTRUCTURA


[ton/m]

Factor de

mayoracinSd Carga Mayorada

[ton/m]

Carga viva - Placa cubierta 0,50 1,60 1,28

19

3.4 Combinaciones de cargas

3.4.1 Combinacin de carga (1): H1+H2+H3

DIAGRAMA

Esquema No. 11 Combinacin de carga 1

- Placa de cubierta

D.C.L

Equilibrio:

= 0 = (2,71 2,95) + 2

= 3,997 4,0

Diagramas de V y M

EJE DEL CANAL

PESO PROPIO

PESO PROPIO

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN ACTIVA

DEL SUELO

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN ACTIVA

DEL SUELO

PRESIN

HIDROSTTICA

POR NIVEL

FRETICO

PRESIN

HIDROSTTICA

POR NIVEL

FRETICO


SUBPRESIN


2.71 T/m

4 T 4 T

4 T

4 T

+

-

20

- Muro

D.C.L

Equilibrio:

= 0 = 4,0

= 0 = 1,88 + 3,83 + 2,98 +

= 8,69

= 0 = (1,88 2,44

2) (3,83

2,44

3) (2,98

2,44

3)

= 7,83

Diagramas de N, V y M

2.95 T-m

+

4 T

4 T

1.88 T/m

3.83 T/m2.98 T/m7.83 T/m

8.69 T

4 T

_

4 T

22

Losa de fondo

D.C.L

Equilibrio:

= (2 6,78) (3,55 3,125) + (3,13 3,125) +

= 14,87

=14,87

3,125= 4,76 /

8.69 T

+

-

7.83 T-m

3.55 T/m

3.13 T/m

4.76 T/m

6.78 T 6.78 T

7.83 T-m 7.83 T-m

8.69 T8.69 T

24

Diagramas de N V y M

_

8.69 T 8.69 T

6.78 T

6.78 T

_

+

_

7.83 T-m 7.83 T-m

13.12 T-m

25

3.4.2 Combinacin de carga (2): H1+H4

DIAGRAMA


- Muros

D.C.L

Equilibrio:

= 0 = 4,0

= 0 = 2,77 +

= 2,77

EJE DEL CANAL

PRESION HIDROSTTICA


2.77 T/m

4 T

4 T

2.77 T

26

= 0 = + (2,77 1,90

3)

= 1,75


4 T

_

4 T

2.77 T

_

+

1.75 T-m

27

- Losa de Cimentacin

D.C.L

Equilibrio:

= (2 6,78) (3,55 3,125) (2,92 2,75) +

= 32,68

=32,68

3,125= 10,46 /


2.92 T/m6.78 T 6.78 T

3.55 T/m

1.75 T-m 1.75 T-m

10.46 T/m

2.77 T 2.77 T

+

2.77 T 2.77 T

6.78 T5.48 T

5.48 T6.78 T

_

+

1.75 T-m 1.75 T-m

3.17 T-m

0.6 T-m 0.6 T-m

28

3.4.3 Combinacin de carga (3): H1+H2+H3+H4

DIAGRAMA


- Muro

D.C.L

PRESION HIDROSTTICA

EJE DEL CANAL

PESO PROPIO

PESO PROPIO

SUBPRESIN

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN ACTIVA

DEL SUELO

PR

ES

IN

PO

R S

OB

RE

CA

RG

AS

PRESIN ACTIVA

DEL SUELO

PRESIN

HIDROSTTICA

POR NIVEL

FRETICO

PRESIN

HIDROSTTICA

POR NIVEL

FRETICO




1.88 T/m

3.83 T/m2.98 T/m2.77 T/m

4 T

4 T

5.11 T-m5.92 T

29

Equilibrio:

= 0 = 4,0

= 0 = 1,88 + 3,83 + 2,98 2,77 +

= 5,92

= 0 = (1,88 2,44

2) (3,83

2,44

3) (2,98

2,44

3) + (2,77 0,98)

= 5,11


4 T

_

4 T

+

5.92 T

30

- Losa de Cimentacin

D.C.L

Equilibrio:

= (2 6,78) (3,55 3,125) (2,92 2,75) + (3,125 3,125) +

= 22,92

=22,92

3,125= 7,33 /


5.11 T-m

_

2.92 T/m

3.55 T/m

6.78 T 6.78 T

5.11 T-m5.11 T-m

3.13 T/m

7.33 T/m

_

5.92 T 5.92 T

31

3.5 Cuadro resumen de momentos y esfuerzos encontrados

A continuacin, se presenta el resumen de cortantes y momentos obtenidos para cada una de las

combinaciones de hiptesis de carga consideradas:

Tabla No. 8 Resumen de V y M

6.78 T

5.48 T

5.78 T

6.78 T

_

+

_

5.11 T-m 5.11 T-m

10.02 T-m

Refuerzo Inferior Refuerzo Superior

2,95 - 4

2,95 - 4

2,95 - 4

Refuerzo Interior Refuerzo Exterior

- 7,83 8,69

1,75 - 2,77

- 5,11 5,92

Refuerzo Inferior Refuerzo Superior

- 13,13 6,78

- 3,17 6,78

- 10,02 6,78

Momentos [ton-m] Cortante V

[ton]

Combinacin 1

Combinacin 2

Combinacin 3

Hiptesis Analizadas

Hiptesis Analizadas

Hiptesis Analizadas

Combinacin 3

TABLA RESUMEN - Momento y Cortantes para PLACA DE CUBIERTA

TABLA RESUMEN - Momento y Cortantes para MUROS (Izq. - Der.)

TABLA RESUMEN - Momento y Cortantes para LOSA DE CIMENTACIN

Momentos [ton-m] Cortante V

[ton]

Combinacin 1

Combinacin 2

Combinacin 3

Cortante V

[ton]

Momentos [ton-m]

Combinacin 1

Combinacin 2

32

4. DISEO DE CONCRETO

Consideraciones de diseo

Determinacin de juntas de movimiento

Debido a que nuestra cuantia para refuerzo por retraccin y temperatura es de 0,005, segn la

tabla C.23.C7.12 se adopta un espaciamiento entre juntas = 12 m

C.23-C.7.12.2.1

Distancias entre juntas para compesar movimientos

Cuantas mnimas de refuerzo de retraccin de fraguado y variacin de temperatura

fy =240 MPa fy= 420 MPa

menos de 6 m 0,0030 0,0030

6 a menos de 9 m 0,0040 0,0030

Hatas 18 m 0,005 0,005

4.1 Combinacin (1): H1+H2+H3

4.1.1 Placa de Cubierta

*NOTA: Para el diseo a flexin, se registraron los momentos ltimos correspondientes para cada elemento estructural, que corresponden al anlisis de cada una de las combinaciones de hiptesis de carga definidas en el modelo.

Segn el Reglamento Colombiano de Construccin Sismo Resistente NSR-10, para el diseo a

flexin de miembros estructurales, se procede segn C.10 Flexin y cargas axiales

Se adopta el mtodo de la resistencia ltima

, donde:

= (1 0,59

) 2

Parametro de diseo Valor adoptado Referencias

Resistencia especificada a la

compresin del concreto f'c28 MPa

Segn la NSR-10, en la tabla C.4.3.1,

requsititos de durabilidad - concreto en

contacto con el agua

Resistencia a la fluencia del acero de

refuerzo fy420 MPa Acero comercial

Proteccin del concreto para el refuerzo

Recubrimiento r, para losa de

cimentacin y muros de concreto

expuesto a la tierra, l iquidos, intemperie,

o en losas que sostienen rellenos de

75 mm

Segn la NSR-10, Captulo C.23-C.7.7.1 -

Proteccin de concreto para el refuerzo en

estructuras ambientales

flexin (secciones controladas por

traccin)0,9

Segn NSR-10, Ttulo C, Captulo C.10 -

flexin y cargas axiales

cortante (secciones controladas por

compresin)0,75

Segn NSR-10, Ttulo C, Captulo C.11 -

cortante y torsin

Factores de reduccin de resistencia

33

, donde:

=Coeficiente de reduccin de resistencia

=Cuanta del acero de refuerzo

fy=Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo

b=base

d= Altura efectiva

Diseo a flexin Refuerzo Longitudinal

Mu=2,95 ton-m

2,95 = 8,89

Asumimos barras No. 4

h=160 mm

r= 50 mm

d= 160 - 50 (12,7/2) =103,65 mm

(8,89 106

0,9) = 420 (1 0,59

420

28) 1000 1102

= 0,002235 . = 0,00315

<

= = 0,00315 1000 103,65 = 326,472

. #4 =345

129= 2,67 3 #4 /

Separacin entre barras (s)

(Ref.: Reglamento NSR-10, Ttulo C, Captulo C.7 Detalles del refuerzo)

= 2 2

1

=1000 2(50) 2(9,5) 3(12,7)

3 1= 0,42 0,45

Segn el aparte C.7.6 del reglamento NSR-10, el lmite para el espaciamiento del refuerzo es:

. 25 421 > 25 !

Diseo a cortante Refuerzo Transversal

= 0,17

= 0,75 0,1728 1000 103,65

= 69,90

= 35,58

Separacin entre barras (s)

Cuando se requiere un rea mnima para cortante se separada a una distancia d/2

.

2=

103,65

2= 51,83

rea mnima a cortante (Av. mn.)

34

, = 0,062

, = 0,062281000 51,83

420= 40,49 2

. #3 =40,49

9,5= 4,3 5 #3/

Diseo de Refuerzo Transversal por Retraccin de Fraguado y Cambio de Temperatura

Teniendo en cuenta los esfuerzos generados por la retraccin y fraguado, se diseara el refuerzo

transversal, teniendo en cuanta la tabla C.23.C.7-12.2.1 la cual indica el valor de la cuanta

minima para retraccin y fraguado en funcin de la separacin de las juntas de movimiento.

En nuestro diseo se determin previamente una separacin entre juntas de 12 m, la cuanta

correspondientes es de 0.005.

=

= 0,005 1000 103,65

= 548 2

. #3 =548

71= 7,7 8 #3

4.1.2 Muros

Diseo a Flexin Refuerzo transversal

Mu=7,83 ton-m

7,83 = 69,66

Asumimos barras No.5

h= 255 mm

r=50 mm

d=255 50 (15,9/2)=197,05 mm

(69,66 106

0,9) = 420 (1 0,59

420

28) 1000 197,052

= 0,004962 . = 0,00315

> !

= = 0,004962 1000 197,05 = 977,92 2

. #5 =977,92

199= 4,9 5 #5 /


= 0,17

= 0,75 0,1728 1000 197,05

= 132,98

= 77,31

Diseo de Refuerzo Longitudinal por Retraccin de Fraguado y Cambio de Temperatura

35



mnima para retraccin y fraguado en funcin de la separacin de las juntas de movimiento.



=

= 0,005 1000 197,05

= 985,3 2

. #3 =985,3

71= 13,8 14 #3

4.1.3 Losa de Cimentacin


Mu=13,13 ton-m

13,13 = 116,8


h= 350 mm

r=50 mm

d=350 50 (19,1/2)=290,45 mm

(116,8 106

0,9) = 420 (1 0,59

420

28) 1000 290,452

= 0,003790 . = 0,00315

> !

= = 0,003790 1000 290,45 = 1100,97 2

. #6 =1100,97

284= 3,8 4 #6 /


= 0,17

= 0,75 0,1728 1000 294,5

= 198,69

= 60,32







=

= 0,005 1000 290,45

= 1452,3 2

36

. #3 =1452,3

71= 20,4 21 #3

4.2 Combinacin de hiptesis de carga (2): H1+H4


El momento ultimo de la placa de cubierta, es igual para todas las combinaciones de hiptesis de

carga consideradas.

4.2.2 Muros

Diseo a flexin Refuerzo Transversal

Mu=1,75 ton-m

1,75 = 15,57


h= 255 mm

r=50 mm

d=255 50 (15,9/2)=197,05 mm

(15,57 106

0,9) = 420 (1 0,59

420

28) 1000 197,052

= 0,00107 . = 0,00315

<

= = 0,00315 1000 197,05 = 620,65 2

. #5 =620,65

199= 3,12 4 #5 /


= 0,17

= 0,75 0,1728 1000 197,05

= 132,98

= 24,64







=

= 0,005 1000 197,05

= 985,3 2

. #3 =985,3

71= 13,8 14 #3

37



Mu=3,17 ton-m

3,17 = 28,20


h= 350 mm

r=50 mm

d=350 50 (19,1/2)=290,45 mm

(28,20 106

0,9) = 420 (1 0,59

420

28) 1000 290,452

= 0,000867 . = 0,00315

<

= = 0,00315 1000 290,45 = 914,83 2

. #6 =914,83

284= 3,22 4 #6 /


= 0,17

= 0,75 0,1728 1000 294,5

= 198,69

= 60,32







=

= 0,005 1000 290,45

= 1452,3 2

. #3 =1452,3

71= 20,4 21 #3

4.3 Combinacin de hiptesis de carga (3): H1+H2+H3+H4


Diseo de flexin

El momento ultimo de la placa de cubierta, es igual para todas las combinaciones de hiptesis de

carga consideradas.

4.3.2 Muros

Diseo a flexin Refuerzo Transversal

38

Mu=5,11 ton-m

5,11 = 45,46


h= 255 mm

r=50 mm

d=255 50 (15,9/2)=197,05 mm

(45,46 106

0,9) = 420 (1 0,59

420

28) 1000 197,052

= 0,003186 . = 0,00315

<

= = 0,00315 1000 197,05 = 620,65 2

. #5 =620,65

199= 3,12 4 #5 /


= 0,17

= 0,75 0,1728 1000 197,05

= 132,98

= 52,67







=

= 0,005 1000 197,05

= 985,3 2

. #3 =985,3

71= 13,8 14 #3



Mu=10,02 ton-m

3,17 = 89,14


h= 350 mm

r=50 mm

d=350 50 (19,1/2)=290,45 mm

(89,14 106

0,9) = 420 (1 0,59

420

28) 1000 290,452

39

= 0,002788 . = 0,00315

> !

= = 0,00315 1000 290,45 = 914,83 2

. #6 =914,83

284= 3,22 4 #6 /


= 0,17

= 0,75 0,1728 1000 294,5

= 198,7

= 60,32







=

= 0,005 1000 290,45

= 1452,3 2

. #3 =1452,3

71= 20,4 21 #3

40

5. CANTIDADES DE OBRA

5.1 Clculo de cantidades de obra

Para llevar a cabo la construccin del canal rectangular, se debe tomar en cuenta los aspectos determinantes como la cantidad de material a excavar, al igual que la cantidad de concreto que se va a utilizar en la fundicin del mismo. As entonces se considera un espacio de 0.6 m de ms a cada lado de la losa de fondo para efectos de colocar la formaleta y realizar la mano de obra correspondiente. Esquema de excavacin Clculo del volumen de corte Para determinar los volmenes de tierras, se toma en cuenta la cantidad requerida para la excavacin y construccin del canal, adems se toma en cuenta la formacin de taludes en la excavacin por lo que se considera el 20% del material excavado del canal adicional, as entonces

= (1 + 0.2) Donde B= base del corte H= altura de corte L= Longitud de corte

= 4.325 2.44 1500(1 + 0.2) = 189953

Clculo de volumen de concreto La cantidad de concreto requerido se calcula a partir de la seccin transversal del canal, mostrando cada parte del mismo como se ve en el esquema adjunto:

Fig. rea [m2] volumen

[m3]

1 0.963 1443.8

2 0.169 253.2

3 0.169 253.2

4 0.022 33.3

5 0.022 33.3

6 0.453 678.8

7 0.453 678.8

8 0.024 36.6

9 0.024 36.6

10 0.016 23.4

11 0.016 23.4

12 0.008 11.7

13 0.008 11.7

14 0.063 93.8

15 0.063 93.8

16 0.457 685.8

volumen concreto 4391.0

41

5.2 Anlisis de Precios Unitarios

Item UNIDAD CANTIDAD

001 m2 1

Observaciones Unidad ConsumoPRECIO

UNITARIOVALOR PARCIAL

un 0,0100 11.066$ 111$

un 0,0300 4.500$ 135$

kg 0,0200 2.668$ 53$

LBR 0,0600 1.600$ 96$

un 0,0300 3.550$ 107$

un 0,0100 600$ 6$

Subtotal Materiales 508$

Subtotal Equipo y herramientas -$

Cadenero ms 0,0002 1.178.963$ 236$

Topografo ms 0,0002 1.768.340$ 354$

589$

1.097$

A.I.U. 26% 285$

1.382$

DESCRIPCIN

ANLISIS DE PRECIOS UNITARIOS

Localizacin y Replateo

TOTAL COSTO DIRECTO

TOTAL COSTO UNITARIO

Subtotal Mano de Obra

1. MATERIALES

2. EQUIPO Y HERRAMIENTAS

3. MANO DE OBRA

Descripcin

Tabla burra 20 x 2.2 a 2.7 cm x 2.90 m - Pino Verde

Pita grafitada (carrete)

Alambre negro No. 18 (recocido)

Puntilla 4" c/c

Durmiente 4 x 4 cm x 2,90 - Ordinario

Estacas de madera 2"x2"x50cm

42


002 m2 1

1. MATERIALES



ms 0,05 1.252.800$ 62.640$

un 0,08 116.900$ 9.352$

un 0,06 39.900$ 2.394$

un 0,02 64.250$ 1.285$

sl 0,20 46.457$ 9.291$

sl 0,40 47.486$ 18.994$

ms 0,08 298.276$ 23.862$

127.819$

Herramienta Menor h 0,10 1.250$ 125$

Subtotal equipos y herramientas 125$

hc 0,90 18.868$ 16.981$

$ 16.981

144.925$

A.I.U. 26% 37.681$

182.606$


Cuadrilla instalaciones OF+Ayudantes con prestaciones

TOTAL COSTO DIRECTO


ANLISIS DE PRECIOS UNITARIOSDESCRIPCIN

Levantamiento de campamento, oficinas, almacenes, casinos e infraestructura para personal de obra

3. MANO DE OBRA


Salida Elctrica Provisionales (todo costo)

Bao cabina sencillo flushing + 1 aseo semanal (Alquiler)

Sanitario ACUCER

Lavamanos ACUACER Blanco

Griferia Lavamanos 8" - Galaxia cromo

Salida Hidrulica 1/2-3/4" PVC (todo costo)

Descripcin

Campamento - contenedor Bodega (Alquiler)

Subtotal Materiales

43


003 M2 1



-$

h 0,02 $ 166.000,00 3.320$

vj 0,01 $ 150.800,00 1.885$

$ 5.205

hc 0,08 $ 18.868,00 1.415$

1.415$

6.620$

A.I.U. 26% 1.721$

8.341$ TOTAL COSTO UNITARIO

Descripcin

Subtotal Materiales

Subtotal Equipo y maquinaria

Operador especializado

Cargador frontal BOB-CAT

Camin de 4.5 toneladas

3. MANO DE OBRA


TOTAL COSTO DIRECTO


DESCRIPCIN

Descapote, cargue y retiro e=0,5m

1. MATERIALES


44


004 M3 1

Observaciones Unidad Consumo PRECIO UNITARIO VALOR PARCIAL

Subtotal Materiales -$

Retroexcavadora 420E CAB AA hr 0,065 22.800,00$ 1.482,00$

Cmin de 9.0 toneladas vj 0,035 174.000,00$ 6.090,00$

Subtotal Equipo y Maquinaria 7.572,00$

Operador especializado retroexcavadora hh 0,080 10.396,00$ 831,68$

Conductor con prestaciones dia 0,064 26.294,00$ 1.682,82$

Inspector ms 0,010 1.171.600,00$ 11.716,00$

Servicio de vigilanca x 24 horas ms 0,001 4.800.000,00$ 4.800,00$

Subtotal Mano de Obra 19.030,50$

26.602$

A.I.U. 26% 6.917$

33.519$


3. MANO DE OBRA

Excavacin y rellenos con maquinaria, cargue y retiro

TOTAL COSTO DIRECTO


Descripcin

1. MATERIALES


DESCRIPCIN

45


005 M3 1



-$

-$

m2 1,00 5.350,00$ 5.350,00$

5.350,00$

5.350$

A.I.U. 26% 1.391$

6.741$

Subtotal de Materiales


DESCRIPCIN

Nivelacin de terreno, perfilada berma y taludes

1. MATERIALES

Descripcin


Cuadrilla-perfilada Talud y Piso

TOTAL COSTO DIRECTO



3. MANO DE OBRA

Subtotal de Maqunaria y Equipo

46


006 M3 1



m3 0,05 $ 240.225 $ 12.011

12.011,25$

-$

m2 1,00 8.533,00$ 8.533,00$

8.533,00$

20.544$

A.I.U. 26% 5.342$

25.886$


DESCRIPCIN

Base de Limpieza e=0,05m

1. MATERIALES

Descripcin

TOTAL COSTO DIRECTO


Concreto corriente grava comn de 2000 PSI - bombeo



3. MANO DE OBRA

MOB Concreto Pobre



47


007 M3 1



Concreto corriente grava fina 4000 PSI-280 (con bombeo) Desperdicio 5 m3 m3 0,40 380.100$ 171.045$

171.045$

Alineador de 6.00 m - (Alquiler) d 0,10 325$ 33$

Carpa para trabajo cmara - (Alquiler) d 1,00 809$ 809$

Escaleril la para transporte vertical - (Alquiler) sm 1,00 10.200$ 10.200$

Testero de madera 2,80x47 d 0,90 93$ 84$

Durmientes 4 x 4 cm x 2.90 m - ordinario un 0,20 4.375$ 875$

d 0,20 30.000$ 6.000$

18.000$

Ingeniero residente con prestaciones (Cat. 3) d 0,90 105.176$ 94.658$

Armada/fundida/desmonte m2 0,10 145.925$ 14.593$

Cuadrilla oficial + 3 ayudantes hc 0,55 33.466$ 18.406$

127.657$

316.702$

A.I.U. 26% 82.343$

399.045$


Fundida, losa de cimentacin en concreto 4000 PSI

1. MATERIALES

Descripcin

TOTAL COSTO DIRECTO



Subtotal Materiales

Vibrador de concreto elctrico 110 V

Subtotal Equipo y Herramientas

3. MANO DE OBRA


48


008 M3 1



Concreto corriente grava fina 4000 PSI-280 Desperdicio 5 m3 m3 0,40 380.100$ 171.045$

gl 0,12 6.500$ 780$

Subtotal Materiales 171.825$

d 1,0 325$ 325$

d 1,0 809$ 809$

sm 0,7 10.200$ 7.140$

m2 5,0 12.000$ 60.000$

un 1,0 4.375$ 4.375$

d 0,2 30.000$ 6.000$

78.649$

Ingeniero residente con prestaciones (Cat. 3) d 0,60 105.176$ 63.106$

Armada/fundida/desmonte m2 0,15 145.925$ 21.889$


103.401$

353.875$

A.I.U. 26% 92.007$

445.882$


ACPM

TOTAL COSTO DIRECTO


Alineador de 6.00 m - (Alquiler)

Carpa para trabajo cmara - (Alquiler)

Escaleril la para transporte vertical - (Alquiler)

Estructura metlica muro o losa M2 1A50

Durmientes 4 x 4 cm x 2.90 m - ordinario


Fundida, muros en concreto 4000 PSI

1. MATERIALES


Descripcin

3. MANO DE OBRA


Subtotal Equipo y Maquinaria

49


009 UN 1



Tubo presin PVC 2" RDE 21 ml 10,00 18.447$ 184.470$

Geomembrana GEOFORT 500 ml 0,80 4.500$ 3.600$

un 1,00 809$ 809$

188.879$

un 1,00 1.235$ 1.235$

1.235$

d 0,2 50.505$ 10.101$

10.101$

198.980$

A.I.U. 26% 51.735$

250.715$

Tapn Soldado presin 2"

M.O Ayudante + prestaciones

TOTAL COSTO DIRECTO


Subdrenaje - tubo PVC perforado

1. MATERIALES


Descripcin

Subtotal Materiales

Herramienta Menor

3. MANO DE OBRA




50


0010 M3 1


UNITARIO

VALOR

PARCIAL

m3 0,40 380.100$ 152.040$

152.040$

d 1,00 325$ 325$

d 1,00 809$ 809$

d 10,00 127$ 1.270$

ms 0,50 6.063$ 3.032$

d 0,25 30.000$ 7.500$

12.936$


40.404$

205.380$

A.I.U. 26% 53.399$

258.778$

Subtotal Materiales



TOTAL COSTO DIRECTO


Alineador de 6.00 m - (Alquiler)

Carpa para trabajo cmara - (Alquiler)

Paral telescpico de 2 - 4 m - (Alquiler)

Formaleta de entrepisos



DESCRIPCIN

Fundida, placa de cubierta en concreto 4000 PSI

1. MATERIALES


Descripcin

Concreto corriente grava fina 4000 PSI-280

3. MANO DE OBRA

51


0011 UN 1



un 1,00 41.412$ 41.412$

41.412$

d 0,15 92.000$ 13.800$

13.800$

d 0,20 50.505$ 10.101$

10.101$

65.313$

A.I.U. 26% 16.981$

82.294$

Subtotal Equipo y Maquinaria

M.O Ayudante + prestaciones


TOTAL COSTO DIRECTO



Construccin de juntas

1. MATERIALES


Descripcin

Membrana PAVCO tanques de agua potable 1.2 mm

Subtotal Materiales

Cortadora Pavimento / concreto - (Alquiler)

3. MANO DE OBRA

52


0012 kg 1



kg 1000,00 2.239,00$ $ 2.239.000

Kg 50,00 1.826,00$ $ 91.300

2.330.300,00$

un 1,00 1.235$ 1.235$

1.235,00$

jr 0,01 48.416,00$ 242,08$

242,08$

2.331.777$

A.I.U. 26% 606.262$

2.938.039$

Acero de refuerzo PDR-60


Refuerzo Figurado

1. MATERIALES

Descripcin


TOTAL COSTO DIRECTO


Alambre negro No. 18

Herramienta Menor




3. MANO DE OBRA

Cuadrilla Oficial+2 Ayudante con prestaciones

53

5.3 Presupuesto de la obra

Compaa: Pgina: 1/1

Proyecto: Fecha: 15/02/2014

1

001

001011 m2 4900 1.382$ 6.772.758$

001012

001013

001014 m2 4900 8.341$ 40.872.497$

001015 m3 4900 6.741$ 33.030.900$

001016 m3 300 25.886$ 7.765.727$

92.093.994$

92.093.994$

2

0021

002011 m3 24600 33.519$ 824.570.966$

0022 824.570.966$

002021

002022 m3 2400 399.045$ 957.708.058$

957.708.058$

0022

kg 220,7 2.938.039$ 648.425.234$

648.425.234$

TOTAL CAPTULO 2.430.704.258$

3

0031

003011 m3 1564 445.882$ 697.359.540$

697.359.540$

0032

003021 m3 570 258.778$ 147.503.557$

147.503.557$

0033

kg 348,6 2.938.039$ 1.024.200.438$

1.024.200.438$

1.869.063.535$

4

004011 un 1 250.715$ 250.715$

250.715$

5

005011 un 5 82.294$ 411.472$

411.472$

4.392.523.973$ TOTAL PRESUPUESTO

Escuela Colombiana de Ingeniera Julio Garavito

DISEO DE UN CANAL RECTANGULAR

UN CantidadValor

UnitarioValor TotalDescripcin

20 182.606$ 3.652.112$

ACERO DE REFUERZO

Refuerzo Figurado

TOTAL SUBCAPTULO

TOTAL SUBCAPTULO

TOTAL SUBCAPTULO

PRESUPUESTO

Cod.

Construccin de juntas

TOTAL CAPTULO

ACTIVIDADES PRELIMINARES/VARIOS

EXCAVACIONES Y RELLENOS

TOTAL SUBCAPTULO

TOTAL SUBCAPTULO

CONCRETOS

ACERO DE REFUERZO

PLACAS DE CUBIERTA

Fundida, placa de cubierta en concreto 4000 PSI

TOTAL CAPTULO

DRENAJESubdrenaje - tubo PVC perforado

TOTAL CAPTULO

JUNTAS DE MOVIMIENTO

TOTAL SUBCAPTULO

Refuerzo Figurado

Levantamiento de campamento, oficinas, almacenes,

casinos e infraestructura para personal de obra un

Excavacin y rellenos con maquinaria, cargue y retiro

Fundida, losa de cimentacin en concreto 4000 PSI

TOTAL SUBCAPTULO

ESTRUCTURA

Fundida, muros en concreto 4000 PSI

MUROS

Descapote, cargue y retiro e=0,5m

Nivelacin de terreno, perfi lada berma y taludes

Base de Limpieza e=0,05m

TOTAL CAPTULO

CIMENTACIN

TRABAJOS PRELIMINARES

Localizacin y Replateo

54

6. PROGRAMA DE CONSTRUCCIN

Actividades Constructivas

Se presenta a continuacin cada uno de los pasos a realizar para la construccin de un canal

rectangular

Movilizacin General: La movilizacin ser la actividad de desplazar hasta el sitio todo lo requiero para el desarrollo de la obra, tal como maquinas, materiales, adems todo el equipamiento necesario.

Localizacin y control con topografa: esta se ir desarrollando conforme la obra vaya avanzando.

Construccin de Campamento: Este consiste en una serie de instalaciones temporales que permitan el asentamiento de los diferentes profesionales, as como la adecuacin del almacn y casino para los empleados.

Descapote y Limpieza General: Consiste en retirar la capa vegetal del suelo natural.

Excavacin Manual; Dentro de las actividades carias se encuentra el perfilado de las secciones a construir.

Acero de Refuerzo: Junto con la instalacin de formaletas necesarias se hace el armado y colocacin del refuerzo requerido.

Suministro y Colocacin de Concreto de 28 MPa: Esta actividad ser la del vaciado de concreto para la seccin del canal.

Filtros y Subdrenaje: Corresponde a la adecuacin y colocacin de los filtros y subdrenaje a los costados del canal.

Relleno y Compactacin: Sera a la actividad de relleno de las secciones aledaas al canal de manera compactada para dar estabilidad y seguridad al canal adems de un acabado mejor.

Movilizacin Final: esta ser la retirada del sitio una vez acabado el proyecto y habiendo incluido las pruebas correspondientes para verificar el correcto funcionamiento del canal.

Diseño de Un Canal Rectangular

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