3.3.1.-Reservorio 6 m3
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Proyecto
MIRADOR, SANTA RITA Y SAN LORENZO, DISTRITO DE SANTA CRUZ, PROVINCIA DE SANTA CRUZ, DEPARTAMENTO DE CAJAMARCA”
Localidad El Mirador
Distrito Santa Cruz
Provincia Santa Cruz
Tema Reservorio
Fecha 10/5/2020
01.00.00 DATOS
02.00.00 CRITERIOS
El diámetro de la canastilla está dada por la fórmula 𝐷_𝑐𝑎=2𝐷 Dca = 1 1/2 plg
El valor del Área total no debe ser mayor al 50% del área 𝐴_𝑔=1/2𝑥𝐿𝑥𝐷_𝑔 Ag = 0.002 m2
lateral de la canastilla
𝑁_𝑟=𝐴_𝑡𝑟/𝐴_𝑟𝑟
Número de ranuras de la canastilla Nr = 16.00 und
𝑁_𝑙=𝑁_𝑟/𝑁_𝑝
Numero de Ranuras a lo Largo Nl = 4.00 und
“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO EN EL CASERÍO MITOPAMPA Y ANEXOS EL
Proyecto
MIRADOR, SANTA RITA Y SAN LORENZO, DISTRITO DE SANTA CRUZ, PROVINCIA DE SANTA CRUZ, DEPARTAMENTO DE CAJAMARCA”
Localidad El Mirador
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Tema Reservorio
Fecha 10/5/2020
Calculo Hidraulico
El diámetro se calculará mediante la ecuacion de Hazen y 𝐷_𝑟=0.71𝑥 𝑄^0.38/𝑆^0.21 Dr = 1.31 plg
Williams, se recomienda S=1.5%
L =2.3 m
h =1.15 m
Tub. Limpieza y rebose PVC Ø =2 "
Canastilla Ø =1.5
DATOS
Para el diseño estructural de reservorios de pequeñas y medianas capacidades se recomienda utilizar el método de Pórtland Cement Association, que determina momentos y fuerzas
cortantes como resultado de experiencias sobre modelos de reservorios basados en la teoría de Plates and Shells de Timoshenko, donde se consideran las paredes empotradas entre sí.
En los reservorios apoyados o superficiales, típicos para poblaciones rurales, se utilizan preferentemente la condición que considera la tapa libre y el fondo empotrado. Para este caso y
cuando actúa sólo el empuje del agua, la presión en el borde es cero y la presión máxima (P), ocurre en la base.
Tensiones horizontales
T=CWHR
H2/D t = 7 Donde:
H = altura total de reservorio
W= 1.00 Tn D = díametro del reservorio
H= 1.45m t = espesor de muro
R=1.15m W = Peso del agua
R = Radio
“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO EN EL CASERÍO MITOPAMPA Y ANEXOS EL MIRADOR,
Proyecto SANTA RITA Y SAN LORENZO, DISTRITO DE SANTA CRUZ, PROVINCIA DE SANTA CRUZ, DEPARTAMENTO DE CAJAMARCA”
Localidad El Mirador
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Tema Reservorio
Elaborado por De La Cruz Bernilla
Fecha 10/5/2020
Mo Horizontal en la Pared
1.40 m
10; 1.31 m
1.20 m
9; 1.16 m
1.00 m 8; 1.02 m
7; 0.87 m
0.80 m
6; 0.73 m
0.60 m 5; 0.58 m
4; 0.44 m
0.40 m
3; 0.29 m
0.20 m
2; 0.15 m
0.00 m 1; 0.00 m
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Acero Horizontal
ep = 15 cm. recubrim.= 4.0 cm fs = 1400 kg/cm²
Con el valor del factor de selección, entramos a la tabla VII del PCA:
M = Coef . xWH3
En condición última, el momento último máximo será Mu = M x 1.5 en kg − m/m
Mo Verticales en la Pared
1.60 m
10; 1.45 m
1.40 m
9; 1.31 m
1.20 m
8; 1.16 m
1.00 m 7; 1.02 m
6; 0.87 m
0.80 m
5; 0.73 m
0.60 m 4; 0.58 m
3; 0.44 m
0.40 m
2; 0.29 m
0.20 m
1; 0.15 m
0.00 m
-100 kg-m/m -80 kg-m/m -60 kg-m/m -40 kg-m/m -20 kg-m/m 0 kg-m/m 20 kg-m/m 40 kg-m/m
Según la tabla XVI del PCA, el corte máximo será en condición última con:
H2/D t 7.00
Coef 0.1970
Metrado de Cargas
Pared:
Losa:
600.00
400.00
200.00
0.00
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1
-200.00
-400.00
-600.00
-800.00
-1000.00
-1200.00
Mon = Coef. x WR 2
Momento Radial
Momento Tangencial
Refuerzo Tangencial
Mo= 568 kg-m/m recubrim.= 5.0 cm f ' c = 210 kg/cm² β = 0.85
ep = 15 cm. p min = 0.0018 f y = 4200 kg/cm² Ø = 0.90
Refuerzo Radial
Mo= 947 kg-m/m recubrim.= 5.0 cm f ' c = 210 kg/cm² β = 0.85
ep = 15 cm. p min = 0.0018 f y = 4200 kg/cm² Ø = 0.90
Determinación de momentos:
Calculando momentos para una porción de losa de 1 m2 y considerando sus cuatro bordes empotrados, de acuerdo al ACI, será:
Mu = 0.025 WS2
DATOS
Para el diseño estructural de reservorios de pequeñas y medianas capacidades se recomienda utilizar el método de Pórtland Cement Association, que determina
momentos y fuerzas cortantes como resultado de experiencias sobre modelos de reservorios basados en la teoría de Plates and Shells de Timoshenko, donde se
consideran las paredes empotradas entre sí.
En los reservorios apoyados o superficiales, típicos para poblaciones rurales, se utilizan preferentemente la condición que considera la tapa libre y el fondo empotrado.
Para este caso y cuando actúa sólo el empuje del agua, la presión en el borde es cero y la presión máxima (P), ocurre en la base.
Para el diseño de la losa de cubierta se consideran como cargas actuantes el peso propio y la carga viva estimada; mientras que para el diseño de la losa de fondo, se
considera el empuje del agua con el reservorio completamente lleno y los momentos en los extremos producidos por el empotramiento y el peso de la losa y la pared.
PAREDES
El cálculo se realiza tomando en cuenta que el reservorio se encuentra lleno y sujeto a la presión de agua.
Para el cálculo de momento se utilizan los coeficientes (k) que se muestran en la tabla 3, ingresando la relación del ancho de la pared (b) y la altura de agua (h). Los límites
de la relación de h/b son de 0,5 a 3,0.
Los momentos se determinan mediante la siguiente fórmula:
VALORES COEF. (K) PARA EL CALCULO DE MOMENTOS - TAPA LIBRE Y FONDO EMPOTRADO
y=0 y = b/4 y = b/2
b/h x/h
Mx My Mx My Mx My
0 0.000 0.027 0.000 0.009 0.000 -0.060
1/4 0.013 0.023 0.006 0.010 -0.012 -0.059
2.00 1/2 0.015 0.016 0.010 0.010 -0.010 -0.049
3/4 -0.008 0.003 -0.002 0.003 -0.005 -0.027
1 -0.086 -0.017 -0.059 -0.012 0.000 0.000
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Distrito Santa Cruz
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Tema Reservorio
Fecha 10/5/2020
3/4 4 3/4 4
3/4 4
1 5 1 5
1 5
-140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40
1/4 2 1/4 2
1/4 2
1 5 1 5 1 5
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
Teniendo el máximo momento absoluto (M), se calcula el espesor de la pared (e), mediante el método elástico sin agrietamiento, tomando en consideración su ubicación
vertical u horizontal, con la fórmula:
𝑒=[6𝑀/𝑓𝑡𝑥𝑏]^(1/2) Donde:
M = 13079.53 kg-cm M = Máximo momento absoluto kg − cm
ft = 0.85( f 'c)^1/ 2 ft = 12 kg/cm2 ft = 0.85 √f 'c (Esf . tracción por flexión kg / cm2)
b = 100.00 cm b = 100 cm.
e = 7.98 cm
Asuminos: e= 10.00 cm
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Tema Reservorio
Fecha 10/5/2020
LOSA DE CUBIERTA
Será considerada como una losa armada en dos sentidos y apoyada en sus cuatro lados.
Cálculo del espesor de losa (e).
Según el Reglamento Nacional de Construcciones para losas macizas en dos direcciones, cuando la relación de las dos es igual a la unidad, los momentos
flexionantes en las fajas centrales son:
MA = MB = CxWxL2
Metrado de cargas:
P. Propio: = 240.00 kg-m2 Donde:
P. Acabados = 50.00 kg-m2 C = 0.036
P. Vivo = 150.00 kg-m2 W = peso total (carga muerta + carga viva) en kg / m2
W = 440.00 kg-m2 L = luz de cálculo
MA = MB = 91.24 kg-m
Conocidos los valores de los momentos, se calcula el espesor útil “d” mediante el método elástico con la siguiente relación:
Siendo:
M= 91.24 kg-m M = MA = MB = Momentos flexionantes
𝑑=√(𝑀/
(𝑅.𝑏)) b= 100.00 cm b = 100 cm.
R= 15.86 R = 0.5 x fc x j x k
k= 0.39 k = 1/(1 + fs/n x fc)
n= 9.28 n = Es / Ec = (2.1x106 )/(γc° 1.5 x4200x( f 'c)1/ 2 )
j= 0.87 J = 1 - k/3
d= 2.40 cm e= 4.90 cm
Comporamos con el espesor minimo encontrado resulta
e= 5.00 cm < e= 10.00 cm e= 10.00 cm
LOSA DE FONDO
La losa de fondo será analizada como una placa flexible y no como una placa rígida, debido a que el espesor es pequeño en relación a la longitud; además la
consideraremos apoyada en un medio cuya rigidez aumenta con el empotramiento.
Dicha placa estará empotrada en los bordes.
Debido a la acción de las cargas verticales actuantes para una luz interna L, se originan los siguientes momentos.
L= 2.30m
Momento de empotramiento en los extremos:
Momento en el centro:
Para losas planas rectangulares armadas con armaduras en los dos sentidos, Timoshenko recomienda los siguientes coeficientes:
Momentos finales
11.12 kg-m
Se compara el resultado con el espesor que se calcula mediante el método elástico sin grietamiento considerando el máximo momento absoluto con la siguiente relación:
𝑒=[6𝑀/𝑓𝑡𝑥𝑏]^(1/2)
DISTRIBUCIÓN DE LA ARMADURA
Para determinar el valor del área de acero de la armadura de la pared, de la losa cubierta y del fondo, se considera la siguiente relación:
PARED
Para el diseño estructural de la armadura vertical y horizontal de la pared, se considera el momento máximo absoluto, por ser una estructura pequeña que dificultaría la
distribución de la armadura y porque el ahorro, en términos económicos, no sería significativo.
Acero Vertical
ep = 10 cm. recubrim.= 4.0 cm f ' c = 210 kg/cm² β = 0.85
p min = 0.0018 f y = 4200 kg/cm² Ø = 0.90
Acero Horizontal
ep = 10 cm. recubrim.= 4.0 cm f ' c = 210 kg/cm² β = 0.85
p min = 0.0018 f y = 4200 kg/cm² Ø = 0.90
LOSA DE CUBIERTA
Para el diseño estructural de armadura se considera el momento en el centro de la losa cuyo valor permitirá definir el área de acero en base a la ecuación:
LOSA DE FONDO
Como en el caso del cálculo de la armadura de la pared, en la losa de fondo se considera el máximo momento absoluto.
Tiene la finalidad de verificar si la estructura requiere estribos o no; y el chequeo por adherencia sirve para verificar si existe una perfecta adhesión entre el concreto y el
acero de refuerzo.
CHEQUEO EN LA PARED Y LOSA DE CUBIERTA:
PARED
LOSA DE CUBIERTA
El máximo esfuerzo cortante permisible es: Vmáx. = 0.29 f ´c1/ 2 V= 4.20 kg / cm2