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    Analisis de Una Cortina de Concreto

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    David Roman
    El documento presenta cálculos para analizar el comportamiento de una cortina de concreto ante empujes de agua y otros factores. Se proporcionan fórmulas para calcular el empuje activo de la cortina y fuerzas como el empuje de tierras y sedimentos. Luego, se realizan cálculos para verificar la estabilidad, resistencia al rozamiento y volteo de la cortina, así como esfuerzos en su base. Finalmente, se incluye un diagrama resumiendo los cálculos de esfuerzos.

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    Analisis de Una Cortina de Concreto

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    David Roman
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    El documento presenta cálculos para analizar el comportamiento de una cortina de concreto ante empujes de agua y otros factores. Se proporcionan fórmulas para calcular el empuje activo de la cortina y fuerzas como el empuje de tierras y sedimentos. Luego, se realizan cálculos para verificar la estabilidad, resistencia al rozamiento y volteo de la cortina, así como esfuerzos en su base. Finalmente, se incluye un diagrama resumiendo los cálculos de esfuerzos.

    Descripción original:

    hidrologia

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    ANALISIS-DE-UNA-CORTINA-DE-CONCRETO

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    El documento presenta cálculos para analizar el comportamiento de una cortina de concreto ante empujes de agua y otros factores. Se proporcionan fórmulas para calcular el empuje activo de la cortina y fuerzas como el empuje de tierras y sedimentos. Luego, se realizan cálculos para verificar la estabilidad, resistencia al rozamiento y volteo de la cortina, así como esfuerzos en su base. Finalmente, se incluye un diagrama resumiendo los cálculos de esfuerzos.

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    ANÁLISIS DE UNA CORTINA DE CONCRETO

    Se analizara una cortina de sección típica en nuestro medio solamente en los análisis de estabilidad
    para verificar su comportamiento a los empujes del agua y de todos los factores que intervienen en
    ella, para poder diseñar posteriormente la altura y la base que se está proponiendo.
    Se presentan una serie de fórmulas, para darnos un panorama más amplio del análisis para el
    funcionamiento de la cortina.
    Ea = P1 + P2/2 ( HT + H ) Empuje activo de la cortina
    P1 = wh Presión superior del agua
    P2 = whTPresión inferior del agua
    Ea = wh2/ 2 Empuje activo del material
    x = 1 / 3 h. Distancia de los empujes
    Empuje de tierras y sedimentos:
    Et = 1 / 2 g HT2Tan2( 45 - f / 2 )
    Fuerzas sísmicas.

    Qmax = 50 m3/ seg. Gasto máximo.


    g H2O= 1000 Kg / m3 Peso volumétrico del agua.
    g v Azol = 1900 Kg / m3 Peso vol. del azolve vertical.
    g h Azol = 1360 Kg / m3 Peso vol. del azolve horizontal.
    g CONCR = 2200 Kg / m3 Peso volumétrico del concreto.
    VVIENTO = 120 Km / h Velocidad del viento.

    Fetch = 1.78 Km. Longitud del fetch.

    Primer tanteo, de la altura de la ola ( fórmula de wolf )

    Ho = (0.005 v - 0.068 )

    Ho = ( 0.005 * 120 - 0.068 )


    Ho = 0.7098 m.

    Cálculo del bordo libre:


    BL = 2.33 Ho
    BL = 2.33 ( 0.7098 )
    BL = 1.6538 m.

    Calculo del N.A.M.E.

    3/2
    Q = CLH ; Para presas ( 1.7 < C < 2 )

    Despejando H ;

    2/3
    H = Q / CL
    2/3
    H = 50 / 2(100 )
    H = 0.3969 m.

    ESQUEMA DE LA PRESA:

    TABLA DE CALCULOS DE LA CORTINA

    1ª CONDICION
    S Fact < S Fres
    S Fact = S Fh = 597.08 TON.
    S Fres = S Fv = 1053.16 TON.
    597.08 < 1053.16 ; no hay volteo.
    Factor de seguridad contra volteo :

    Fs = = = 5.4048 ;

    si se cumple las condiciones de estabilidad por gravedad y diseño.

    Resistencia al rozamiento : m =

    m= = 0.5669 REAL.
    Resistencia a la fricción : Rf = m S Fv
    Rf = 0.5669 x 1053.16
    Rf = 597.08 TON.

    FsR= = = 1.7639 ;
    Se recomienda poner dentellones al principio y en el transcurso de la base.
    Empuje de los azolves: Teniendo en cuenta que casi todas las corrientes llevan una cantidad
    apreciable de material tanto en sus gastos normales, como en los máximos y cuando los materiales se
    interceptan en la cortina dichos materiales entran eventualmente en el vaso depositándose aguas
    arriba de la presa.

    I . - Deposito de material de acarreo ( Cantos rodados, gravas, etc. )


    II .- Depósito de material de acarreo en suspensión ( gravas y arenas )
    III . - Depósito de material fino en suspensión ( arenas, arcillas, limos )
    RESISTENCIA AL CORTE :

    Rc = >2
    donde :
    b = área de la sección de ancho unitario.
    2 = 2 kg/cm2= 20 ton/m2
    Rc = = 2.32
    Rc = 2.32 > 2 ; correcto
    Comprobación de que no se producirán esfuerzos de tensión en el cuerpo de la cortina.
    Como condisión se tendrá que que R de todas las fuerzas deberá caer dentro del tercio medio de la
    base de la sección de la cortina y se asegura que no hay tensiones dentro de la cortina.
    MR= Rd

    d = MR / R =

    d=
    d = - 16.52 m.

    tan q = = 2.2271
    -1
    q = tan 1.76
    q = 60.4493º

    x= = 18.9924 m

    18.99 > 13.23 R queda dentro del tercio medio, condición para que el cuerpo de la cortina no soporte
    tensiones.
    Calculo de esfuerzos: Los esfuerzos que se produzcan se determinaran con la fórmula de la escuadría
    como sigue.
    f = N/A +6e/b
    donde :
    N = Fuerzas verticales producidas por la sección de la cortina inc. peso propio.
    A = Area de la base de la cortina.
    e = Excentricidad.
    b = base de la cortina.

    e= m
    f = 1053.16/39.69+( 6 * 0.855/39.69)
    f1= 29.9656Kg/cm2
    f2= 23.1037 Kg/cm2
    f1y f2 Esfuerzos en la base de la cortina

    Diagrama de cálculo de esfuerzos

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