Memoria de Calculo Estrutural

EXPEDIENTE TECNICO:
“MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE LIMONCARRO,

PROVINCIA DE PACASMAYO - LA LIBERTAD”
MEMORIA DE DISEÑO HIDRUALICO

“DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS ELEMENTOS QUE
CONFORMAN LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO”
1. RESUMEN:
El proyecto consiste en el diseño estructural de los elementos que conforman la planta de
tratamiento que beneficiará a más de 496 habitantes en el centro poblado de Limoncarro.
El área destinada para la construcción de la PTAR es de forma irregular; esta área presenta
desniveles que favorecen a la instalación y construcción de un sistema de Tratamiento de
Aguas Residuales mediante un sistema conformado por:
- 02 Tanques Septicos
- 02 Filtros Percoladores.
- 01 Cámara de contacto de Cloro.
Sistema que garantiza la calidad del agua residual para vertimiento en quebrada seca.
La planta de Tratamiento de Aguas Residuales proyectado se ha diseñado para una
población futura de 496 habitantes; así mismo, teniendo en cuenta que es una población
no rural se tendrá caudal adicional y evitar a futuro colapso, para tener una PTAR que
pueda satisfacer la demanda requerida se tiene un caudal de retorno de aguas residuales
domesticas de 9.8 l/s.
UBICACIÓN:
Coordenadas Altitud
Lugar
Norte Sur m.s.n.m
Ubicación de la PTAR 01. 9 192 080 672 850 119
Ubicación de la PTAR 02.
PARAMETROS BASICOS DE DISEÑO:

Parámetros Unidad Valores
Población de Diseño Habitantes 7059
Dotación Lt/hab/dia 150
Contribución al Desagüe % 80
m3/dia 846.7
Caudal de Alcantarillado
Lt/s 9.8
m3/dia 846.7
Caudal Promedio de diseño de la PTAR
Lt/s 9.8
m3/dia 19.6
Caudal Máximo Horario de la PTAR
Lt/s 1693.4
EXPEDIENTE TECNICO:
2. ASPECTOS GENERALES:
2.1 OBJETIVO DEL PROYECTO
El objetivo del proyecto es elaborar el análisis estructural de la estructura. El análisis

permitirá que la construcción ante las presiones del agua y presiones de terreno
actuantes en las paredes de esta, no sufra daños considerables y permita el buen
funcionamiento y así la población no sea afectada en la eliminación de las aguas servidas
y/o contaminación del rio.
2.2 OBJETIVO DEL DISEÑO ESTRUCTURAL
El objetivo del diseño es obtener:

 Obtener los diagramas de momentos, cargas axiales, fuerzas cortantes, torsión;
debido a la carga muerta, viva, presión del agua y presión de terreno, sus
respectivas combinaciones de estas, para finalmente trabajar con la envolvente.
 Una vez obtenidas los datos anteriores se procederá a usar el programa Microsoft
Office Excel 2013 para los cálculos de concreto armado para el elemento
estructural.
3. DESCRIPCIÓN DE LA EDIFICACIÓN
3.1 UBICACIÓN
Localidad : LIMONCARRO
Distrito : CUSIPATA
Provincia : QUISPICANCHIS
Departamento : CUSCO
4. ASPECTOS GENERALES DE DISEÑO
4.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL EMPLEADO

a) La edificación es de tipo “A” por en ende, según norma E-30 puedo utilizar en
la superestructura Muros de concreto como sistema estructural.
b) Los muros conforman losas de concreto armado, por la relación de
longitud/altura de cada paño tienden a ser casi cuadradas y debido a la unión
monolítica de cada una de las paredes en las cuatro esquinas; cada pared
perpendicular conjuntamente con la cimentación, se constituyen en apoyos o
EXPEDIENTE TECNICO:
elementos de borde rígidos, originado así, que cada pared se constituya en

losas casi cuadradas con tres elementos de borde. Ante esta situación, las
cargas de empuje, provenientes del suelo o del agua, que actúan en cada
pared harán que la losa de concreto armado se comporte en las dos
direcciones.
c) los resultados que anteceden, las losas han sido diseñadas para que no haya
fisuras, por el método de la resistencia, amplificado por un factor de
durabilidad, tal como se indica en el código de Ingeniería Ambiental del ACI
350 – R, según inciso 6 de este informe. Asimismo de acuerdo a las
consideraciones del referido código, el f´c mínimo tomado para este tipo de
estructuras sometida al contacto de líquidos cloacales, debe ser igual a 210
kg/cm2.
d) Se ha diseñado para 2 condiciones desfavorables relacionadas al proceso
constructivo y a su funcionamiento, según se indica a continuación: 1) Tanque
en periodo de prueba, con el máximo nivel de lodo y sin efecto de empuje de
suelo; 2) Tanque vacío sometido al efecto de empuje de suelo en el período de
mantenimiento.
4.2 MÉTODO DE DISEÑO Y REGLAMENTO DE DISEÑO.

El método de diseño de concreto armando es por el estado límite de resistencia
última.
 REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES RNE 2010
 Norma técnica de edificación de cargas E0.20
 Norma técnica de diseño sismo resistente E0.30
 Norma técnica de suelos y cimentaciones E0.50
 Norma técnica de edificación de concreto E0.60
 ESPECIFICACIONES DEL ACI
 ACI-318-08, Requisitos para concreto estructural y comentarios
 ACI-350R-01, Estructuras de concreto en Ingeniería Ambiental
4.3 SOFTWARE DE MODELACIÓN

El Software empleado para el Modelamiento de la estructura se realizó en el Excel , así
como para el diseño de concreto armado se empleó el Microsoft Office Excel.
EXPEDIENTE TECNICO:
5. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES EMPLEADOS
CONCRETO ARMADO:
 Cimentación, muros, losa de techo y
Losa de fondo (Tanque Septico)….Concreto de f’c=210 kg/cm2
 Cimentación, muros y losa de fondo (Lecho de secado)
….Concreto de f’c=210 kg/cm2
 Peso específico del concreto armado...……..2400 kg/m3
ACERO:
 Corrugado Estructural……………………f’y=4200 kg/cm2
PROPIEDADES DEL SUELO:
 Capacidad admisible………………. 1.06 kg/cm2
 Peso específico del terreno………………. 1900kg/m3
6. PROCEDIMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
PRE DIMENSIONAMIENTO DEL TECHO

Tiene un espesor de 20 cm.
PRE DIMENSIONAMIENTO DE MUROS ESTRUCTURALES
Tenemos un espesor de 30 cm y 40 cm.
7. CARGAS DE DISEÑO.
Para la determinación de las cargas de diseño se han determinado en primera instancia las
dimensiones de los elementos estructurales, a nivel de pre dimensionamiento,
considerándose para ellas las cargas a continuación.
EXPEDIENTE TECNICO:
7.1 CARGAS ESTÁTICAS

El análisis de los elementos estructurales se ha realizado con las siguientes cargas de
diseño.
CARGAS PERMANENTES:
 Peso propio de la Estructura.
CARGAS VIVAS:
 Presión del agua.
 Presión del terreno.
8. CALCULO DE LAS SOLICITUDES
La resistencia del diseño sea tomado como la resistencia nominal (resistencia

proporcionada considerando el acero realmente colocado) multiplicada por un factor Ø de
reducción de resistencia.
Este factor de reducción de resistencia se proporciona para tomar en cuenta inexactitudes
en los cálculos y fluctuaciones en las resistencias del material, en la mano de obra y en las
dimensiones.
Cada uno de estos factores puede estar dentro de los límites tolerables, pero combinados
pueden producir menor capacidad en los elementos diseñados.
Adicionalmente sea considerado en su determinación la importancia relativa de la falla de
los miembros respecto a toda la estructura, y el grado de advertencia del modo de falla.
El factor de reducción de resistencia Ø deberá ser:
1º para flexión sin carga axial Ø = 0.90
2º para flexión con carga axial de Ø = 0.90

tracción
3º para flexión con carga axial de Ø = 0.75
compresión y compresión sin flexión:
Elementos con refuerzo en espiral Ø = 0.70
EXPEDIENTE TECNICO:
Otros elementos.
4º para cortante con o sin torsión. Ø = 0.85
5º para aplastamiento en el concreto. Ø = 0.70
Los elementos sometidos a flexión son las vigas, las losas aligeradas y pisos (losas macizas,
nervadas y/o aligeradas en una o dos direcciones) las escaleras y en general todos aquellos que
están sometidas a cargas perpendiculares a su plano, las cuales ocasionan esfuerzo de flexión y
cortante.
Para asegurar que el acero colocado provea un momento resistente mayor al momento
agrietamiento, los códigos consideran una cuantía mínima.
Para el caso de sección rectangular, se indica que el área mínima de refuerzo podría calcularse
con:
El refuerzo mínimo por contracción y temperatura que se coloca perpendicular al refuerzo por
flexión en losas en una dirección, o que es el mínimo exigido para dos direcciones para losa así
armadas, debe cumplir con los siguientes límites.
Losas con barras lisas 0.0025 bh

Losas con barras corrugadas fy< 4200 kg/cm2 0.0020 bh
Losas con barras corrugadas fy = 4200 kg/cm2 0.0018 bh
Losas con barras corrugadas fy>4200 kg/cm2 0.0018 x 4200/ fybd ( pero no
menor a 0.014 bh)
9. MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA EN HOJA EXCEL
9.1 PLANTEAMIENTO GENERAL DEL TANQUE SÉPTICO.

EXPEDIENTE TECNICO:
VISTA DEL TANQUE IMHOFF CORTE CENTRAL

PRESION DE TERRENO (SAP2000)
9.2 PLANTEAMIENTO GENERAL DEL FILTRO BIOLÓGICO.
VISTA DEL TANQUE IMHOFF CORTE CENTRAL

PRESION DE AGUA (SAP2000)
9.2.1 RESULTADOS
TECHO:
DIAGRAMA DE ESFUERZOS F11 Y F22 EN EL TECHO

(ENVOLVENTE)
AREA DE ACERO REQUIERIDOS Ast1 Y Ast2; NOS DA UNA CUANTIA MINIMA

(ENVOLVENTE)
EXPEDIENTE TECNICO:
MUROS:
DIAGRAMA DE MOMENTOS M11 Y ESFUERZOS NDS1 EN EL TANQUE IMHOFF

(COMBINACION PRESION DE TERRENO)

(COMBINACION PRESION DE TERRENO)
EXPEDIENTE TECNICO:

(COMBINACION PRESION DE AGUA)

(COMBINACION PRESION DE AGUA)
EXPEDIENTE TECNICO:
AREAS DE ACERO ASt1 Y ASt2, CUANDO EL TANQUE IMHOFF ESTA VACIO, SOLO LA PRESION
DEL TERRENO
9.3 PLANTEAMIENTO GENERAL DE LOS LECHO DE SECADOS

EXPEDIENTE TECNICO:
VISTA DEL LECHO DE SECADO Y PRESION DE AGUA (SAP2000)
9.3.1 RESULTADOS
FILTRO BIOLOGICO
EXPEDIENTE TECNICO:
EXPEDIENTE TECNICO:
CAMARA DE CONTACTO DE CLORO

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“MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE LIMONCARRO,

MEMORIA DE DISEÑO HIDRUALICO

PARAMETROS BASICOS DE DISEÑO:

2.1 OBJETIVO DEL PROYECTO

El objetivo del proyecto es elaborar el análisis estructural de la estructura. El análisis

2.2 OBJETIVO DEL DISEÑO ESTRUCTURAL

El objetivo del diseño es obtener:

4. ASPECTOS GENERALES DE DISEÑO

4.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL EMPLEADO

elementos de borde rígidos, originado así, que cada pared se constituya en

4.2 MÉTODO DE DISEÑO Y REGLAMENTO DE DISEÑO.

4.3 SOFTWARE DE MODELACIÓN

5. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES EMPLEADOS

6. PROCEDIMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

PRE DIMENSIONAMIENTO DEL TECHO

PRE DIMENSIONAMIENTO DE MUROS ESTRUCTURALES

Tenemos un espesor de 30 cm y 40 cm.

7.1 CARGAS ESTÁTICAS

8. CALCULO DE LAS SOLICITUDES

La resistencia del diseño sea tomado como la resistencia nominal (resistencia

1º para flexión sin carga axial Ø = 0.90

2º para flexión con carga axial de Ø = 0.90

5º para aplastamiento en el concreto. Ø = 0.70

Losas con barras lisas 0.0025 bh

9. MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA EN HOJA EXCEL

9.1 PLANTEAMIENTO GENERAL DEL TANQUE SÉPTICO.

VISTA DEL TANQUE IMHOFF CORTE CENTRAL

9.2 PLANTEAMIENTO GENERAL DEL FILTRO BIOLÓGICO.

VISTA DEL TANQUE IMHOFF CORTE CENTRAL

DIAGRAMA DE ESFUERZOS F11 Y F22 EN EL TECHO

AREA DE ACERO REQUIERIDOS Ast1 Y Ast2; NOS DA UNA CUANTIA MINIMA

DIAGRAMA DE MOMENTOS M11 Y ESFUERZOS NDS1 EN EL TANQUE IMHOFF

DIAGRAMA DE MOMENTOS M22 Y ESFUERZOS NDS2 EN EL TANQUE IMHOFF

DIAGRAMA DE MOMENTOS M11 Y ESFUERZOS NDS1 EN EL TANQUE IMHOFF

DIAGRAMA DE MOMENTOS M22 Y ESFUERZOS NDS2 EN EL TANQUE IMHOFF

9.3 PLANTEAMIENTO GENERAL DE LOS LECHO DE SECADOS

VISTA DEL LECHO DE SECADO Y PRESION DE AGUA (SAP2000)

CAMARA DE CONTACTO DE CLORO

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