Post on 29-Oct-2014
ESQUEMA FINAL DEL DESARENADOR
8.00 22.00 8.00
DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA POZA DE SEDIMENTACION
Determinacion de Cargas :Considerando una sección generica y cuando la estructura no conduce agua,en cuyo caso actúan unicamente el peso propio ,el empuje de tierra y sobrecarga por peso de acemilas y personas
0.20 5.00 0.20
0.30
2.50 1.20
1.00
0.20
1.0
0.2
2.15 0.70 2.15
E1
E2
a1
a2
D C
B
A
Losa de Operación a = 1.50 m
Losa de Operación a = 1.50 m
DISEÑO DE LOS MUROS :VIGA EN CANTILIVER
Area de acero :As =Mud / (ø*fy*(d-a/2)a = As*fy / (0.85*f´c*b)
Ø(pulg.) As Ø(cm.) 3/8" 0.71 0.953 1/2" 1.27 1.270 5/8" 2.00 1.588
a) Empuje activo:E1 = 1/2*ko*γs*(2*h` + H1)*H1 donde:E1 = 0.73 tn ko = 0.286
γs = 1.60 tn/m³
h` = altura equivalente de sobrecargah` = 0.31 m
a1 =a1 = 0.57 m
b) Momentos Flectores "B"Ma1 = E1 * a1 = 0.42 tn - mMu = 1.65 * MB = 0.69 tn - mVu = 1.65 * E1 = 1.20 tn
c) Diseño Estructural :f`c = 280.00 kg/cm²e = 20.00 cm d = e - rec -Ø(3/8")/2
f`y = 4200.00 kg/cm² d = 15.52 cmrec = 4.00 cmb = 100.00 cmØ = 0.85 θ = 30 º γc = 2.40 tn/m3 s/c = 500.00 kg/m²
* Por Flexion :dm = √(219.06*Mu/b)dm = 3.89 dm < d OK!
* Por Cortante :Vc = 0.53 * √f`c = 8.87 kgVuc = Vu / ( Ø * b * d ) = 0.91 kg
Vc > Vuc OK!
* Calculo de área de acero
Mud b di a(dado) a(calc) As(cm2)69015.38 100.00 15.52 0.133 0.208 1.18
* Acero mínimo :As = 0.0012*b*dAs = 1.86 cm2
separación= 0.38usamos Ø 3/8" @ 0.30 m.
* Acero LonguitudialAs1 = 0.002*b*tAs = 4.00 cm2
separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.
para Ø = 90° →
1/3*H1*(H1+3*h`)/(H1 + 2h`)
E1
a1
C
B
A
H1
h
MUROS INCLINADOS
h` = 0.31
H1 = 1.50
H2 = 1.00
Empuje Activo :E2 = 1/2*γs*H2*ko*(2*h` + 2*H1 + H2) =a1 = 1/3*H2*[3*(H1+h`)+H2]/[2*(H1+h`) + H2]
Usando el gráfico del libro Proyectos de Obras Hidraulicas de Jesus Villaseño C.para Ø = 30º ko = 0.00
* Efectos por peso propio:W1 = e * H1 * γc W2 = e * H2 cscØ * γcW1 = 0.72 tn W2 = 0.96 tn
* momento Flector en "C"Me = `E1 (a1 + H2) - w1*H2*ctgØ - 1/2*W2*H2*ctgØ Me = -0.93 tn-m
* Calculo de área de acero
Mud b di a(dado) a(calc) As(cm2)-93088.60 100.00 15.52 0.053 -0.280 -1.59
* Acero mínimo :As = 0.0012*b*dAs = 1.86 cm2
separación= 0.381usamos Ø 3/8" @ 0.35 m.
* Acero Longuitudial (Por Montaje)As1 = 0.002*b*dAs = 4.00 cm2
separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.
LOSA DE FONDO :
a las fuerzas verticales originadas por los cantiliver más el efecto de momento que transmiteel volado ,es decir se presentará la siguiente condicion
siendo L = ancho de la losa
1.50
1.00
Considerando la losa de fondo como una viga simplemente apoyada teniendo como reacciones
E1
E2
a1
a2
Ø=34º
W2
W1
W1*SENØ
W2*SENØ
R=(W1+W2)SEN²Ø(W1+W2)SENØ
L
Ro Rc
q
CDM
M
Peso de muros laterales:R = (W1+W2)*SEN²ØR = 0.42 tn
Reacción Neta del Terreno:Peso de paredes = 2 * R = 0.84 tnPeso propio de la losa = e*γc*L = 0.34 tn
q = (2*R+e*γc*L)/Lq = 1.68 tn/m
Reacciones Rc = RD = q * L /2Rc = RD = 0.59 tn
Cortante Ultimo:Vu = 1.65*RcVu = 0.97 tn
Momento en los apoyos:
Mc = `-Mc + q*L²/8 - RD*L/2Mc = 0.83 ton-m
Mu = 1.65*McMu = 1.37 ton-m
Verificacion:* Por Flexion: dm = √(219.06*Mu/b)
dm = 5.47 cm OK!
* Por Cortante :Vc = 0.53 * √f`c = 8.87 kgVuc = Vu / ( Ø * b * d ) = 0.74 kg
Vc > Vuc OK!
* Calculo de área de aceroSe usara para contrarestar las fuerzas de subpresión:
Mud b di a(dado) a(calc) As(cm2)136617.68 100.00 15.52 0.143 0.413 2.34
* Acero mínimo :As = 0.0018*b*dAs = 2.79 cm2
separación= 0.25usamos Ø 3/8" @ 0.25 m.
* Acero LonguitudialAs1 = 0.002*b*dAs = 4.00 cm2
separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.
Losa de operación al ingreso del desarenadorCaracteristicas Geometricas
Esquema de las caracteristicas geometrica de la losa de operación
h
0.25 m 5.00 m 0.25 m
Datos
5.00 m h = 0.208324
Asumimos: h = 0.1 m
f'c = 210 kg/cm2fy = 4200 kg/cm2s/c = 750 kg/m2
Analisis estructural
Se analizara como una loza maciza continua armada en una sola direccion
Diseño Estructural
Esquema del analisis estructural de la losa de operación
1/12 1/12
1/24
ℎ=𝐿/24
Metrado de Cargas
Carga Muerta (D) (ton/m)= 0.1 1 2.4 = 0.24Carga Viva (L) (ton/m)= 0.75 1 = 0.75
Carga ultimaW (ton/m)= 1.5 0.24 1.8 0.75 1.710
Como se colocara solo refuerzo en el centro del espesor de la losa, calculamos el momento mas desfavorable.
0.285 ton-m
Calculo de areas de acero
Acero Principal :Utilizando las formulas para el calculo de acero se obtiene:
Para el calculo de acero se necesita el peralte efectivo: d = 5.00 cm
Igualando ambas formulas obtenemos:
As = 1.57 cm2a = 0.37 cm
Cuantia de diseño : = 0.0031Cuantia minima : = 0.0024 Se utiliza el acero
Calculo de acero con cuantia minima
As = 0.0024 100 5.00
Distribucion de acero a utilizar:As = 1.57 cm2
= 0.455 m
Distribucion de aceros :
Acero por contraccion y temperatura :
As = 0.0018 100 10.00
����
��
��
��
+ =(𝑊 𝑙^2)/10=(1.71 / 𝑡𝑜𝑛 𝑚 𝑥 〖 (2.00 )𝑚 " " 〗^2)/24=
𝐴_(𝑠= ) 𝑀_𝑢/(0.9 𝑓𝑦 (𝑑−𝑎/2)) 𝛼=(𝐴_𝑠 𝑓𝑦)/(0.85 𝑓^′ 𝑐 𝑏)
����
√
��
��
𝑆∅1∅ 3/8 @ 0.300 m
@
√��
��
As = 1.80 cm2= 0.396 m
Distribucion de aceros :Verificacion por corte
L = 0.975 mVu' = 1.667 ton/m
Calculo de cortante ultimo efectivo :
Vu= 3.335 kg/cm2
Calculo de cortante resistente del concreto:
= 0.85Vc = 6.528 kg/cm2
Debe cumplirse:
Vu < Vc 6.53 3.33 CONFORME
𝑆∅ @
1∅ 3/8 @ 0.300 m
𝐿=0.50 (2.00 𝑚 −0.05 𝑚)Vu'=1.710 𝑡𝑜𝑛/𝑚 𝑥 0.975 𝑚 𝑉𝑢= 𝑉𝑢′/(𝑏 𝑑)𝑉𝑢=(1.667 /𝑡𝑜𝑛 𝑚" " )/(100 𝑐𝑚 𝑥 5.00 𝑐𝑚)
𝑉𝑐=∅ 0.53 √(𝑓^′ 𝑐)∅
>
C.- DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA POZA DE SEDIMENTACION
Determinacion de Cargas :Considerando una sección generica y cuando la estructura no conduce agua,en cuyo caso actúan unicamente el peso propio ,el empuje de tierra y sobrecarga por peso de acemilas y personas
0.20 1.00 0.20
#REF!
#REF! #REF!
#REF!
0.20
#REF! #REF! #REF!
DISEÑO DE LOS MUROS :VIGA EN CANTILIVER
Area de acero :As =Mud / (ø*fy*(d-a/2)a = As*fy / (0.85*f´c*b)
Ø(pulg.) As 3/8" 0.71 1/2" 1.27 5/8" 2.00
a) Empuje activo:E1 = 1/2*ko*γs*(2*h` + H1)*H1 donde:E1 = #REF! tn ko =
γs =
h` = altura equivalente de sobrecargah` = 0.31
a1 = 1/3*H1*(H1+3*h`)/(H1 + 2h`)a1 = #REF! m
b) Momentos Flectores "B"Ma1 = E1 * a1 = #REF! tn - mMu = 1.65 * MB = #REF! tn - mVu = 1.65 * E1 = #REF! tn
c) Diseño Estructural :f`c = 210.00 kg/cm²
para Ø = 90° →
E1
E2D C
B
A
Ø=30º
E1
a1
C
B
A
H1
h
e = 20.00 cm d = e - rec -Ø(3/8")/2f`y = 4200.00 kg/cm² d = 15.52rec = 4.00 cmb = 100.00 cmØ = 0.85 θ = 30 γc = 2.40 tn/m3 s/c = 500.00
* Por Flexion :dm = √(219.06*Mu/b)dm = #REF! dm < d
* Por Cortante :Vc = 0.53 * √f`c = 7.68 kgVuc = Vu / ( Ø * b * d ) = #REF! kg
Vc > Vuc #REF!
* Calculo de área de acero
Mud b di a(dado) a(calc)#REF! 100.00 15.52 0.133 #REF!
* Acero mínimo :As = 0.0012*b*dAs = 1.86 cm2
separación= 0.38usamos Ø 3/8" @ 0.30 m.
* Acero LonguitudialAs1 = 0.002*b*tAs = 4.00 cm2
separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.
MUROS INCLINADOS
h` = 0.31
H1 = #REF!
H2 = #REF!
Empuje Activo :E2 = 1/2*γs*H2*ko*(2*h` + 2*H1 + H2) =a1 = 1/3*H2*[3*(H1+h`)+H2]/[2*(H1+h`) + H2]
Usando el gráfico del libro Proyectos de Obras Hidraulicas de Jesus Villaseño C.para Ø = 30º ko = 0.00
* Efectos por peso propio:
E1
E2
a1
Ø=30º
W1 = e * H1 * γc W2 =W1 = #REF! tn W2 =
* momento Flector en "C"Me = `E1 (a1 + H2) - w1*H2*ctgØ - 1/2*W2*H2*ctgØ Me = #REF! tn-m
* Calculo de área de acero
Mud b di a(dado) a(calc)#REF! 100.00 15.52 0.053 #REF!
* Acero mínimo :As = 0.0012*b*dAs = 1.86 cm2
separación= 0.381usamos Ø 3/8" @ 0.30 m.
* Acero Longuitudial (Por Montaje)As1 = 0.002*b*dAs = 4.00 cm2
separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.
LOSA DE FONDO :
a las fuerzas verticales originadas por los cantiliver más el efecto de momento que transmiteel volado ,es decir se presentará la siguiente condicion
siendo L = ancho de la losa
#REF!
#REF!
Peso de muros laterales:R = (W1+W2)*SEN²ØR = #REF! tn
Reacción Neta del Terreno:Peso de paredes = 2 * R = #REF! tnPeso propio de la losa = e*γc*L = #REF! tn
q = (2*R+e*γc*L)/Lq = #REF! tn/m
Reacciones Rc = RD =q * L /2Rc = RD = #REF! tn
Considerando la losa de fondo como una viga simplemente apoyada teniendo como reacciones
Ø=30º
W2
W1
W1*SENØ
W2*SENØ
R=(W1+W2)SEN²Ø(W1+W2)SENØ
L
Ro
q
DM
Cortante Ultimo:Vu = 1.65*RcVu = #REF! tn
Momento en los apoyos:
Mc = `-Mc + q*L²/8 - RD*L/2Mc = #REF! ton-m
Mu = 1.65*McMu = #REF! ton-m
Verificacion:* Por Flexion: dm = √(219.06*Mu/b)
dm = #REF! cm #REF!
* Por Cortante :Vc = 0.53 * √f`c = 7.68 kgVuc = Vu / ( Ø * b * d ) = #REF! kg
Vc > Vuc #REF!
* Calculo de área de aceroSe usara para contrarestar las fuerzas de subpresión:
Mud b di a(dado) a(calc)#REF! 100.00 15.52 0.143 #REF!
* Acero mínimo :As = 0.0018*b*dAs = 2.79 cm2
separación= 0.25usamos Ø 3/8" @ 0.20 m.
* Acero LonguitudialAs1 = 0.002*b*dAs = 4.00 cm2
separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.
Area de acero :As =Mud / (ø*fy*(d-a/2)a = As*fy / (0.85*f´c*b)
Ø(cm.)0.9531.2701.588
0.2861.60 tn/m³
h` = altura equivalente de sobrecargam
E2
a1
a2
e - rec -Ø(3/8")/2cm
ºkg/m²
#REF!
As(cm2)#REF!
a1
a2
e * H2 cscØ * γc#REF! tn
As(cm2)#REF!
a las fuerzas verticales originadas por los cantiliver más el efecto de momento que transmite
siendo L = ancho de la losa
onsiderando la losa de fondo como una viga simplemente apoyada teniendo como reacciones
Rc
q
C
M
As(cm2)#REF!
149.03
2287.77
2289.21
#REF!
1.2
2286.67
148.28 #REF!
Canaleta de Purga de 0.60*0.60
S = 0.15 %
S = 2.00 %
S = 5.00 %
S = 2.00 %
148.78
0.50
148.28
Canaleta de Purga de 0.60*0.60
S = 1.00 %
S = 5.00 %
S = 2.00 %