DISEÑO HIDRÁULICO Y ESTRUCTURAL DE CAÍDA VERTICAL

"MEJORAMIENTO DE TRAMOS CRITICOS DE LOS CANALES DE RIEGO SAN JOSE,"CULTAMBO, JEQUETEPEQUE,

SANTA MARIA Y EL PALMO DEL VALLE JEQUETEPEQUE, PROVINCIA DE PACASMAYO- LA LIBERTAD"

Proyecto:

CAIDA: KM:1+254.00 CANAL ESPERANZA, COMISION DE REGANTES EL INDEPENDIENTE

Características físicas del suelo

γ S =

Ø =

Características del Concreto

F'c =

γ C =

r =

Características del Refuerzo

F'y =

Espesor de Losa Muro:

e =

Capacidad Portante del estrato ubicado

en el fondo del Canal

σ= Presión que ejerce el sistema en el

fondo del canal

Presión que ejerce la estructura (kg/cm2)

Presión que ejerce el Agua Contenida

en la Losa de Fondo (kg/cm2)

• Cálculo de la Presión que ejerce la Estructura

-

• Cálculo de la Presión que ejerce el agua en la Plantilla, considerando que trabaja

a máxima Capacidad

• Finalmente, la Presión que ejerce el sistema en el estrato sobre el cual se Apoya

La Estructura es:

<

Conclusión: La Estructura no Fallará por asentamiento

2400.00 Kg/m³

5.00 cm.

b = 1.20 m. 4200.00 Kg/cm²

0.200 m.

0.99 Kg/cm²

DISEÑO ESTRUCTURAL DE CAÍDA VERTICAL

S/c = 1000.00 Kg/m²

1206.67 Kg/m³

15.67 °

a = 1.72 m.Y = 0.42 m.

210.00 Kg/cm²

"MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO ALTO PLANTANOYACU DISTRITO

NUEVA CAJAMARCA, PROVINCIA DE RIOJA"

Lb = 1.40 m.

210.00 Kg/m³ • ( 1.92 m. • 1.60 m. 1.72 m. • 1.200 m. )

La = 1.82 m.0.42 m.

0.20 m.

0.20 1.20 m. 0.20

ok

1.60 m.

132.31 Kg/m²

1720.23 Kg/m²

1852.54 Kg/m² 0.19 Kg/cm² 0.99 Kg/cm²



• CÁLCULO DEL EMPUJE ACTIVO

Coeficiente de empuje

Activo

Cálculo de H Cálculo de h´

H = +

H =

Remplanzando Valores

)

• CÁLCULO DEBIDO AL EMPUJE ACTIVO

3

Para el análisis de la Losa de fondo consideramos la estructura vacía

No se considera el peso propio de la losa inferior porque no genera momento

. Carga de las Losas Verticales

P =

P =

2P=

Wi = 2P

La carga distribuida a lo largo de la losa

inferior es :

El maximo momento para un elemento simplemente

apoyado se presenta en la parte central, es decir: Calculo del momento isotático máximo

Cuando: =

=

16 °

2

0.575

1.72 m. 0.20 m. 1000.00 Kg/m²

2 1206.67 Kg/m³

1.82 m. 0.83 m.

0.50• 0.575• 1206.67 Kg/m³ • 1.82 m. ( 1.82 m.

1.82 m. + 2 • 0.83 m.

1650.912 Kg-m

2400.00 Kg/m³ • 0.20 m. • 1.72 m. • 1.00 m.

+ 2 • 0.83 m.

2197.231 Kg/m

2197.231 Kg/m • 1.82 m. • 1.82 m. + 3 • 0.83 m.

1179.58 Kg/m • ( 1.400 m )²

8

288.997 Kg-m

1.40 m.

589.79 Kg/m

1179.58 Kg/m

1179.58 Kg/m

1179.58 Kg/m

1.400 m.

w

h´

a

e/2

HaE

w

w w

niw



Momentos de Diseño

Muros Laterales :

Losa :

Dimensionamiento Final de la Toma Lateral

• Cálculo del Peralte Efectivo

f´c= K = e =

fs= j =

M= , que biene hacer el mayor momento y que se presenta en la losa lateral

K = 15 , obtenida de tabla

b =

d=

d=

Si el recubrimiento empleado es: y un refuerzo principal de diámetro Ø =1/2"

el espesor de losa teórico t c :

; Nº = 4 ; Ø =

tc = +

tc =

Comparando en espesor teórico con el Asumido tc = <

Por lo tanto el peralte efectivo es igual

= - +

d=

Calculo del refuerzo:

Los momentos obtenidos son diferentes para cada una de las losas (superior, inferio y laterales)

Por lo que el área de acero As. Se plantea en funcion de este parámetro

; Donde:

a =

+ = 0

Para Muros Laterales

As =

Para Losa

As =

Antes de iniciar los cáculos, determinamos el área de acero mínimo As min., y el espaciamiento entre

barras máximo Sbmax. Exigido por RNC

As min =

As min =

Si Sbmax ≤ 3.e ≤ 45, y el espesor de la losa es :

SbMax =

2971.642 Kg-m

2538.146 Kg-m

1.00

2971.64

15• 1.00

14.075 cm

5.00 cm.

210.00 Kg/cm² 15 20.00 cm.

1680.00 Kg/cm² 0.88

2971.642 Kg-m

2

19.71 cm.

19.71 cm. 20.00 cm. Ok.

20.00 cm. ( 1.27 cm 5.00 cm. )

1/2" 1.27 cm

14.075 cm + 1.27 cm. 5.00 cm.

0.118 As² -14.365 As 0.026 Mu 0.90

2971.642 Kg-m 5.64cm²

2

14.37 cm.

4200.00 Kg/cm²

b = 100.00cm

0.235 As 210.00 Kg/cm²

20.00 cm.

3.e = 60.00 cm.

45.000 cm.

2538.146 Kg-m 4.78cm²

0.0017• 100.00• 14.37

2.442cm²



•En la losa Inferior, el area de refuerzo principal es :

As = =

Asmin = <

Entonces el área de acero es el área Calculada :

Dimensiones del acero empleado

Nº = 4 Ø =

Área a s =

El espaciamiento entre barras

que le correspondes es :

Sb =

Elegimos S b =

El es paciamiento es:

Conclusión:

Ø @

•En la Losa Lateral.

As = =

Asmin = <

Entonces el área de acero es el área Calculada : a s = S b =

Nº = 4 Ø = Área a s =

Ø @

CÁLCULO DE LA CUATÍA MÁXIMA

CÁLCULO DE LA CUANTIA BALANCEADA

f´c=

fy=

•

Resumen de Acero Calculado

Muros Laterales

Ø @ ;

Losa de Fondo

Ø @ ;

Por Efectos de proceso contructivo adoptamos la siguiente

distribución:

Muros verticales

b = Ø @ ;

d = Área a s =

Cálculo de Acero Máximo Losa de Fondo

En Muros = Ø @ ;

En Losa = Área a s =

4.78cm²

2.442cm² 4.78cm²

Perímetro

1.27cm² Nº Pulg. mm. Kg/Cm cm 2cm.

As = 4.78cm²

Tabla A.2

1/2" Varilla Diamentro Peso Área

2.5* 5/16" 7.9 0.384 0.49 2.48

2* 1/4" 6.4 0.248 0.32 1.99

4 1/2" 12.7 0.994 1.27 3.99

3 3/8" 9.5 0.566 0.71 2.98

4.99

26.00cm 6 3/4" 19.05 2.235 2.85 5.98

26.00 5 5/8" 15.9 1.552 1.99

8 1" 25.4 3.973 5.07 7.98

7 7/8" 22.225 3.042 3.88 6.98

6.42 8.98

10 1 1/4" 31.8 6.225 7.94 9.99

1/2" 26.00cm 9 1 1/8" 28.6 5.033

5.64cm²

2.442cm² 5.64cm²

As = 5.64cm² , 1.27cm² ; 22.00cm

12 1 1/2" 38.1 8.938 11.40 11.97

0.85

0.85• 0.85• 210.00 Kg/cm² 6000

4,200.00 Kg/cm² 6000 + 4,200.00 Kg/cm²

1/2" 1.27cm²

1/2" 22.00cm

210.00 Kg/cm²

4,200.00 Kg/cm²

1/2" 26.00cm As = 4.78cm²

0.0160

100.00 cm. 1/2" 20.00cm As = 6.35cm²

0.0213

1/2" 22.00cm As = 5.64cm²

0.75• 0.0213

22.98cm² 1.27cm² ok

14.37 cm. 1.27cm² ok

22.98cm² 1/2" 25.00cm As = 5.08cm²



Ø@ @

Ø

Ø @

Chequeo por corte y Adherencia

Verificamos que el es fuerzo cortante calculado V e ,debe ser menor que el esfuerzo

cortante admisible V adm :

V adm =

V adm =

para encontrar el esfuerzo cortante calculado utilizamos el máximo cortante calulado

y utilizamos la siguiente fórmula:

; V c = =

V adm > V c

Comprobamos que el esfuerzo de adherencia calculado μc , debe ser menor que

el esfuerzo de adherencia adminisible μadm

≤

μadm =

μ adm =

Para calcular el esfuerzo de adherencia calculado μ c ,usamos la sigueinte formula:

Donde:

V' = Maximo cortante que soporta la Alcantarilla.

∑ = Sumatoria de Perímetro

P as =

μ c = ∑ =

j =

μ c = d =

Conclusión:

RESUMEN DE REFUERZOS

20

.00

cm1

/2"

2197.231Kg

2197.231Kg 1.53 Kg/cm²

1/2

"2

0.0

0cm

1/2" 25.00cm

100.00 cm. 14.37 cm.

Ok.

35.20 Kg/cm²

3.23• 210.00 Kg/cm²

0.50• (210.00 Kg/cm²)

7.25 Kg/cm²

1.27

36.86 Kg/cm²

3.99

2197.231Kg 16

16• 0.8800• 14.37 0.88

10.86 Kg/cm² 14.37 cm.

μ c < μ adm Ok



Chequeo a la Losa Vertical Por Compresión

Aquí comprobamos si la losa vertical con sus dimensiones y el refuerzo es capaz de soportar

una fuerza axial P a mayor que la fuerza cortante máxima

Donde:

f'c =

A g =b.e=

A g =

f s =

A s =

P a = +

P a =

Conclusión:

< P a

<

Acero de Temperatura y Longitud de Anclaje

El acero de temperatura se colocara en dos capas

A st = 0.0018.b.e

A st =

A st =

Habiendoce seleccionado el acero Nº: 4 Ø = a s = S b =

Nº = 4 Ø = Área a s =

Ø @

Respecto a la longitud de anclaje

• = =

4•

•

≥

≥

De ambas alternativas, seleccionamos la mayor reodondeando l a=

4.78cm² • 1680.00 Kg/cm² )

210.00 Kg/cm²

100.00cm • 20.00 cm.

2000.00cm²

1680.00 Kg/cm²

4.78cm²

96075.840Kg

V max: 2197.231Kg

V max

2197.231Kg 96075.840Kg Ok

0.850 ( 0.250• 210.00 Kg/cm² • 2000.00cm²

35.00cm

1/2" 1.27cm²

1/2" 35.00cm

1.27cm • 1680.00 Kg/cm² 14.47cm

100.00cm • 20.00 cm.

3.60cm²

1/2" 1.27cm²

0.0018•

4200

210.00 Kg/cm²

22.08 30.4

20.00cm

36.86 Kg/cm²

0.06• 1.27• 4200 0.0057• 1.270•

Pa

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