Diseño Estructural de Canal Sección Trapezoidal

"MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO ALTO PLANTANOYACU DISTRITO

NUEVA CAJAMARCA, PROVINCIA DE RIOJA"

Proyecto:

Tramo: Canal de Riego: "ESPERANZA" , SECCION TIPO: I Comision: El Independiente.

Caractersticas fsicas del suelo

Capacidad Portante del estrato ubicado

S = en el fondo del Canal

=

Caractersticas del Concreto

F'c =

C = S/C S/C

Espesor de Losa Muro:

e =

VELOCIDAD MEDIA

Para la seleccin de la velocidad de diseo, se tendr en cuenta lo siguiente:

1.-

2.-

3.-

BORDE LIBRE

1.- El borde libre en relacin al caudal

Borde Libre (m)

1 -

B -

B -

B -

B -

B -

B -



La velocidad mnima ser de 0.40 m/s, para que no haya depsitos de materiales

slidosen suspensin.

Para canales revestidos de concreto, Krochin en su libro de diseo hidrulico, presenta

los valores de velocidades recomendadas por Chugaviev, en funcin de su resistencia.

14.10

16.40

16.00

14.30 15.20

0.30

0.35

0.40

0.40

0.50

0.55

0.60

15.67

17.00

9.60 10.60 12.30 13.00

12.40

Caudal (m 3 /s)

13.80

DISEO HIDRULICO Y ESTRUCTURAL DE CANAL DE RIEGO

S/c = 1000.00 Kg/m

1206.67 Kg/m

175.00 Kg/cm

2300.00 Kg/m

0.99 Kg/cm

Caudal de diseo = 0.500 m/s

Pendiente del tramo = 2.000

0.5 1 3 5 10

Resistencia

en Kg/cm2

50

75 11.20

0.100 m.

Profundidad del Tirante en metros

18.30

14.00 15.60 18.00 19.10

El Bureau of Reclamation, recomienda para canales revestidos de concreto no armado,

las velocidades no deben exceder de 2.5 m/s, para evitar la posibilidad que el

revstimiento se levante.

40

60

20.60

15.60 17.30 20.00 21.20 22.90

100

150

200

12.70

5

10

15

25

40

60

80

10

15

0

5

25

= =



2.- El borde libre igual a un tercio del tirante del canal

3.-

donde: = altura del borde libre en pies

V = velocidad en pie/s

y = tirante en pies

4.-

A



Caractersticas Hidrulicas Geomtricas del Canal

Q =

S =

n =

Z =

b =

bl =

H =

Y n =

T =

A =

V =

P= y f(y)

R= 0.60 0.40

E 0 = 0.50 0.14

F 0 = EL FLUJO ES SUBCRTICO 0.45 0.02

0.44 0.00

CLCULO ESTRUCTURAL 0.44 0.00

Verificamos 0.44 0.00

0.44 0.00

0.44 0.00

0.44 0.00

0.44 0.00

0.44 0.00

L1Altura de diseo H es :

Del grafico deducimos

Remplazando Valores tenemos :

Que la presin que ejerce el peso el

peso del canal mas el agua sea

menor que la capacidad Portante

del Suelo

0.80 m.

0.75

0.75

2

1.800 m.

1.693 m.

0.239 m.

e= 0.100 m.

0.100 m.

0.60 m. 0.60 m.0.60 m.

0.85 m.

L 2

0.75

0.44 m.

53.13

0.85 m.

0.8

0.437 m.

1.26 m.

0.60 m. 0.60 m. 0.60 m.

1.26 m.

0.36 m.

0.36 m.

e= 0.100 m.

0.014 1.80 m.

1.06 m.

0.36 m. + 0.44 m +

0.36 m.

0.514 m.

0.694

1.26 m.

0.405 m

1.230 m/s

0.75

0.500 m/s

2.000

0.60 m.

0.437 m.

x

xa

x

d1

1D

e

1

1

1D a

= +

<

= +

. 1.00

= 2. . 1. + . 2.

= + +

2

=

=

0 =

1 1 =

0

0 =1

0 =

1

0 = 1

0 =

1 =

1 =

0 =0

2

1 = . 0



Clculo de L 2

Calculando el Peso del Concreto

Clculo del Peso del Agua

Consideramos el rea Hidrulica a Canal Lleno

como condicin desfavorable T = Abertura total de Canal

+ +

La presin del sistema sobre el suelo es:

+

>

Concluimos que la estructura no fallar por asentamiento

A. Losa apoyada en el talud

A.1 Clculo del momento de vuelco (Mv)

Cea : Coeficiente de empuje activo

Ok

2298.00 Kg/m

0.70m

1.00m

0.230 Kg/cm 0.99 Kg/cm

( 648.60 Kg/m 960.00 Kg/m )

0.85 m.

0.70m )

960.00 Kg/m

1.80m )

2

( 2

+ 2

1000.00 Kg/m

( 0.60m ( 0.44m

2

0.100 m. 53.13

0.100m2300.00 Kg/m

0.050 m.

0.60 m. 0.050 m.

0.70 m.

648.60 Kg/m

0.96 m

1000.00 Kg/m 0.96 m

0.36m )

1.060m +

=

+ + +

2

= 2. . 1. + . 2. = . . 2. 1 + 2 =

=

2 = + 2. 1

1 =

1 = 2 =

2 =

= .

=

= + . +

2

=

=

=

=

= +

2. 100

=

=

= =

=1

2. . . . + 2 .

2 + 3. .

3 + 2

=/



Donde :

= ngulo de friccin interna (suelo-suelo)

= ngulo de rozamiento (suelo losa)

= ngulo que forma el talud superficial del terrapln

= ngulo que forma el talud del canal

SEGN COULOMB :

, corresponde a un muro con cara interna lisa.

, supone un deslizamiento cercano a la capa interna del muro.

SEGN TERZAGHI :

Usamos lo valores de:

= ; = ; =

=

Calculo de h

Para nuestro caso:

Remplazando Valores:

Remplazamos los valores para encontrar el (Cea) Coeficiente de empuje activo

sen( 2

sen(

sen( + sen( sen(

sen(

Remplazando para calcular el momento de Volteo

+2 +3

3( +2

A.2 Clculo del momento resistente (Mr)

0.83 m

196.02 Kg-m

0.4039

53.13 - 15.67 )

53.13 )

15.67 )

0.85 m.

0.83m)

1206.67 Kg/m

0.83m

0.85 m.

0.85m0.4039 1206.67 Kg/m

15.67 -

(0.85m

2

15.67

0.00 )

0.00 )

0.83m) (0.85m)

0.50

0 + 53.13 ) 0 +

53.13

0.85 m.

1206.67 Kg/m

1000.00 Kg/m

1000.00 Kg/m

Cos( 53.13 )

Seno( 53.13 )

77.89 Kg-m

0.00 0.00

53.13 -

(0.85m) 2300.00 Kg/m 0.100 m.

0

= 0 =

2

2

3

=

=

/ =

=

=

=

=

=

=

= 0.50. . . 2.

cos

2

=

=



A.3 Clculo del momento flector (M)

-

= Mr y no se requiera reforzar con acero la losa, para conocer el ESPESOR e

que debe adoptarse, se aplica la siguiente relacin:

donde :

esfuerzo admisible del concreto a la traccin = 0.1 fc @0.15 fc

esfuerzo mximo que soporta la losa por flexin

donde :

e = espesor de la losa

M = Momento flexionante

Escogemos el esfuerzo mximo admitido por el concreto a la traccin :

=

Con lo que concluimos que el canal para e=

Las fuerzas que generan el MOMENTO DE VUELCO (Mv) y el MOMENTO DE RESISTENCIA (Mr)

Son los momentos los que definen el comportamiento estructural de la losa: Mv Mr = M

Si el momento flexionante M es NEGATIVO, es decir Mv < Mr (Mv Mr = - M),significa que la losa se apoya sobre el talud y por lo tanto NO REQUIERE refuerzo,

siempre que se cumpla:

0.100 m.

8333.33cm

100.00cm

196.02 Kg-m

11813.00 Kg-cm

5.00 cm

1.5077.89 Kg-m

21.000 Kg/cm

21.00 Kg-cm

11813.00 Kg-cm

196.02 Kg-m 77.89 Kg-m

8333.33cm

5.00 cm

0.40

118.13 Kg-m

No necesita acero

7.09 Kg/cm

1.502.96

10.00 cm

0.12 175.000 Kg/cm

7.09 Kg/cm

2

( 10.00cm )

12

100 cm

=

= =

1.5

0

1.50

0 =

= =0.06.

2

=

=

=

=

2=

2 = =

=. 3

12=

100. 3

12

=

=

=

=

0 = 0.12

0 = 0 =

0

=

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