CALCULO ESTRUCTURAL DE LA CAMARA DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES LA PRIMAVERA H=9.68 M, R=6.45 M, (DEL 01- 12- 2009 ) BLANCA

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Consdieraciones Especiales Para Estructuras de Concreto Armado Que contienen Liquidos - ACI 350 Mejoramiento del Sistema de Evacuación de Aguas Servidas Hacia La Laguna de Oxidación Tácala-Castilla-Piura Proyecto Prop Pr opie ieta tari rioo Empr Em pres esaa de de Ing Ingen enie ieri riaa Tec Tecno nolo logi giaa y Des Desar arro roll lloo ITD ITD-E -EPS PS Gr Grau au Fecha 06/12/2009 Calc Calcul ulis istta Ing. Ing. Civi Civill Osca Oscarr Rafa Rafael el Onta Ontane neda da Neyr Neyraa CIP CIP No 5067 506744 Post Grado UNI-FIC "Ingenieria Sismoresistente" & "Reparacion y Reforzamiento de Estructuras"-2005

"Estructuras Sanitarias de Concreto Para El Mejoramiento del Ambiente" Requisitos Especiales Para Estructuras de Concreto Armado que contienen Liquidos Instituto Mexican del Cemento y del Concreto A.C - 1992 Referencia = American Concrete Institute ACI 350-89 1.-

Se requi requier eree de de un un conc concre reto to Dens Densoo e Imper Impermea meable ble Alta resistencia al ataque de productos químicos Se ha dado alto énfasis al análisis estructural que minimicen la posibilidad de agrietamiento soporten las vibraciones de los equipos y otras cargas especiales especial cuidado al espaciamiento de juntas Proporciones de mezcla vaciado curado protección contra productos químicos Diseño sísmico

1.2. 1.2.--

Dise Diseño ño y Aná Análi lisi siss Minimizar Fugas Diseño Basado en las teorías de Resistencia Ultima .

1.3. 1.3.--

Impe Imperm rmea eabi bili lida dadd La Capacidad de Una Estructura Para Retener Líquidos estará razonablemente asegurada si: a).- La Mezclad de Concreto esta bien proporcionada y el concreto esta bien consolidado sin segregaciones b).- Se reduce al mínimo el ancho anc ho de las grietas c).- Las juntas tienen el tamaño adecuado y están apropiadamente espaciadas, diseñadas y construidas d .- se ro orciona orciona el acero acero de de refue refuerzo rzo adecuado adecuado

2.-

Cons Consid ider eraci acion ones es Sobr Sobree el el Dis Diseñ eñoo Est Estru ruct ctur ural al

2.2.1.- Plantas Plantas de Tratamiento Tratamiento de de Agua Estructuras de Captación Cámaras separadoras Cámaras de Mezclado Rápido Tanques de Floculación Tanques de Sedimentación Tanques Sedimentadores Conductos Clorinadores Instalaciones Clorinadoras Clasificadores Filtros Galerías de Filtración ep s os e gua ar a r ca a Estaciones de Bombeo Depósitos de Distribución Almacén de Productos Químicos Edificios Para Oficinas y Laboratorio 2.2.2.- Plantas Para Para el Tratamiento de Aguas Residuales Residuales Desarenadores Tan Tan ues Prim Primar ario ioss de Sedi Sedimen menta tació ciónn Tanques de Sedimentación final Digestadores

Calculos Camara de Rebombeo La Primavera h=9.68m r=6.45

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Consdieraciones Especiales Para Estructuras de Concreto Armado Que contienen Liquidos - ACI 350 Mejoramiento del Sistema de Evacuación de Aguas Servidas Hacia La Laguna de Oxidación Tácala-Castilla-Piura Proyecto Prop Pr opie ieta tari rioo Empr Em pres esaa de de Ing Ingen enie ieri riaa Tec Tecno nolo logi giaa y Des Desar arro roll lloo ITD ITD-E -EPS PS Gr Grau au Fecha 06/12/2009 Calc Calcul ulis istta Ing. Ing. Civi Civill Osca Oscarr Rafa Rafael el Onta Ontane neda da Neyr Neyraa CIP CIP No 5067 506744 Post Grado UNI-FIC "Ingenieria Sismoresistente" & "Reparacion y Reforzamiento de Estructuras"-2005 Espesadores Tanques Aereadores Tanques de Retención de lodo Filtros percoladores ns a ac ones e r a o Cámaras de Clorinacion por contacto Estaciones de Bombeo y Ventilación Gasómetros Filtros al vacio y centrifugadores Instalaciones de Eliminación de Lodos Almacén de Productos Químicos Edificio Para Oficinas y Laboratorio Instalaciones Para Abonos Canales y Túneles Tanques y Estructuras que contengan Liquido o agua Conductos y Canales de Interconexión y Alcantarillas coladas en obra Cimientos Para Maquinas y Equipos Alojamiento de Protección, Pisos, Almacenes, Pasarelas y Escaleras 2.3. 2.3.--

Cond Condic icio ione ness de Car Carga ga

2.3.1.2.3.1.- Carga Carga Muerta Muerta 2.3.2.2.3.2.- Carga Carga Viva Viva Aguas Negras sin trata 1.01 tn/m3 rav a excava a e . tn m cieno digerido, aeróbi 1.04 tn/m3 cieno digerido, anaeró 1.12 tn/m3 cien cienoo eng engro rossado ado o des des 0.96 0.96 a 1.3 1.366 tn/m tn/m33 Cargas en pasarelas, E 0.488 tn/m2 Carga Viva de Oficina Oficina 0.488 tn/m2 Cuartos de Equipo Pes 1.465 tn/m2 Pesos reales de la maquinarias incluyendo efectos de cargas móviles Tubería de succión e impulsión 2.4.2.4.-

Tipo Tiposs de Cimen Cimenta tacio ciones nes

2.5.2.5.-

Cons Consid ider eraci acione oness Estr Estruc uctur turale aless Los depósitos de concreto reforzado sobre suelo compresible pueden considerarse como vigas o trabes sobre apoyos apoy os elásticos Los Muros laterales de tanques y depósitos rectangulares se pueden diseñar como si fueran muros en voladizo empotrados en su parte inferior o bien como apoyados en dos o mas bordes. Los Tanque Circulares resisten la presión de su contenido por la tensión o compresión circunferencial La Elevación de manto de aguas freáticas y la condiciones del agua de inundación Toda la estructura debe resistir la flotación Al Aumentar el espesor de la losa de fondo se contrarresta la fuerza de la supresión con el aumento del peso del concreto Usar vigas invertidas o los muros transversales colocados sobre la losa de cimentación pueden reducir los


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Cond Condic icio ione ness de Car Carga ga

2.3.1.2.3.1.- Carga Carga Muerta Muerta 2.3.2.2.3.2.- Carga Carga Viva Viva Aguas Negras sin trata 1.01 tn/m3 rav a excava a e . tn m cieno digerido, aeróbi 1.04 tn/m3 cieno digerido, anaeró 1.12 tn/m3 cien cienoo eng engro rossado ado o des des 0.96 0.96 a 1.3 1.366 tn/m tn/m33 Cargas en pasarelas, E 0.488 tn/m2 Carga Viva de Oficina Oficina 0.488 tn/m2 Cuartos de Equipo Pes 1.465 tn/m2 Pesos reales de la maquinarias incluyendo efectos de cargas móviles Tubería de succión e impulsión 2.4.2.4.-

Tipo Tiposs de Cimen Cimenta tacio ciones nes

2.5.2.5.-

Cons Consid ider eraci acione oness Estr Estruc uctur turale aless Los depósitos de concreto reforzado sobre suelo compresible pueden considerarse como vigas o trabes sobre apoyos apoy os elásticos Los Muros laterales de tanques y depósitos rectangulares se pueden diseñar como si fueran muros en voladizo empotrados en su parte inferior o bien como apoyados en dos o mas bordes. Los Tanque Circulares resisten la presión de su contenido por la tensión o compresión circunferencial La Elevación de manto de aguas freáticas y la condiciones del agua de inundación Toda la estructura debe resistir la flotación Al Aumentar el espesor de la losa de fondo se contrarresta la fuerza de la supresión con el aumento del peso del concreto Usar vigas invertidas o los muros transversales colocados sobre la losa de cimentación pueden reducir los


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Consdieraciones Especiales Para Estructuras de Concreto Armado Que contienen Liquidos - ACI 350 Mejoramiento del Sistema de Evacuación de Aguas Servidas Hacia La Laguna de Oxidación Tácala-Castilla-Piura Proyecto Prop Pr opie ieta tari rioo Empr Em pres esaa de de Ing Ingen enie ieri riaa Tec Tecno nolo logi giaa y Des Desar arro roll lloo ITD ITD-E -EPS PS Gr Grau au Fecha 06/12/2009 Calc Calcul ulis istta Ing. Ing. Civi Civill Osca Oscarr Rafa Rafael el Onta Ontane neda da Neyr Neyraa CIP CIP No 5067 506744 Post Grado UNI-FIC "Ingenieria Sismoresistente" & "Reparacion y Reforzamiento de Estructuras"-2005 claros de las losas y permitir un espesor económicamente aceptable Los cálculos de flotación deben de realizarse con la estructura vacía Los tanques de gran diámetro se expanden y se contraen a medida que se llena o se vacían a conex n en re a c men ac n y e m ur uro e e perm r ese po e mov m en o o ser lo suficientemente fuerte para resistir sin agrietarse Muros de Cº Armado en contacto con Líquidos con alturas mínimas de 3m deben de tener un espesor e>=30cm En General El espesor mínimo en cualquier estructura de las obras sanitarias debe de ser e>=15cm En donde se desee un recubrimiento de 5cm el espesor mínimo del ancho del Muro de Cº Armado Sera de 20cm La Separación máxima de varillas debe de ser 30cm como máximo Ver la sección ACI 318-R lineamientos para el limite del diámetro de varillas El refuerzo por temperatura y contracción debe de estar espaciado no mayor de 30cm y dividido en partes iguales entre las dos caras de la superficie de concreto como mínimo Astemp=#4 Astemp=#4 (1/2") o superior Al diseñar las losas de techo de los tanques debe tomarse en cuenta que la parte inferior de la losa de Cº Armado quedara expuesta a una superficie inferior húmeda y corrosiva debe de permitirse que haya juntas de movimiento en los muros Las juntas de dilatación deben de pasar también por la losa cortándola permitiendo la libre movimiento térmicos El refuerzo Mínimo de bebe de ser como en la tabla 2.5.-

2.6. 2.6.--

Dise Diseño ño Est Estru ruct ctur ural al Este tipo de diseño tiene como requisito indispensable el agrietamiento mínimo Un esfuerzo bajo del acero de refuerzo que soporta cargas de servicio, tendera a minimizar la cantidad de grietas Tomar en cuenta las separaciones entre juntas secuencias de construcción

2.6.3.- Métodos Métodos de de Diseño Diseño 1).- Diseño Diseño Por resistenc resistencia ia 2).- Diseño Diseño por esfuerzos esfuerzos de trabajo trabajo


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Consdieraciones Especiales Para Estructuras de Concreto Armado Que contienen Liquidos - ACI 350 Mejoramiento del Sistema de Evacuación de Aguas Servidas Hacia La Laguna de Oxidación Tácala-Castilla-Piura Proyecto Prop Pr opie ieta tari rioo Empr Em pres esaa de de Ing Ingen enie ieri riaa Tec Tecno nolo logi giaa y Des Desar arro roll lloo ITD ITD-E -EPS PS Gr Grau au Fecha 06/12/2009 Calc Calcul ulis istta Ing. Ing. Civi Civill Osca Oscarr Rafa Rafael el Onta Ontane neda da Neyr Neyraa CIP CIP No 5067 506744 Post Grado UNI-FIC "Ingenieria Sismoresistente" & "Reparacion y Reforzamiento de Estructuras"-2005 2.6.5.- Diseño Diseño por resistencia resistencia U = +1.4*CM +1.4*CM + 1.7 *(Presión *(Presión Napa Napa Freática)+1.7 Freática)+1.7*(Pres *(Presión ión de Tierra) Tierra) a estos factores ultimos se debe de incrementar con un Coeficiente de Durabilidad Sanitaria

oe c en en e e ura a).a). b).c).-

a

an ar a

Calc Calcul uloo del del Acero Acero de Refu Refuer erzo zo en flex flexió iónn Mu = 1.30 1.30 * U Calculo del Acero en tensión anular Tu = 1.65 * U Calcul Calculoo del Acero Acero de Refuer Refuerzo zo en tensió tensiónn diagona diagonall (Corta (Cortante) nte) Vu = 1.30* 1.30* U El exceso de cortante se define como la diferencia entre cortante factorizado Vu y la resistencia proporsionada por el concreto ØVc Ø Vs >= (1.3(Vu-ØVc)

d).-

Compresión por flexión y compresión por carga axial

2.7.2.7.-

Empa Empalm lmes es de de Acer Aceroo de Ref Refue uerz rzoo

2.8.-

Juntas

Pu = 1 * U


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Calculo de Cargas Externas P' Estructuras Sanitarias Q' Contengas Líquidos o Químicos. ACI 350 Mejoramiento del Sistema de Evacuación de Aguas Servidas Hacia La Laguna de Oxidación Tácala-Castilla-Piura Proyecto Contratista Empresa de Ingenieria Tecnologia y Desarrollo ITD-EPS Grau 06/12/2009 Fecha Calculista Ing. Civil Oscar Rafael Ontaneda Neyra CIP No 50674 Post Grado UNI-FIC "Ingeniería Sismoresistente" & "Reparación y Reforzamiento de Estructuras"-2005

1.- Peso de Los Materiales Para Estructuras Sanitarias Que contengas Líquidos o Químicos 1.1.- Carga Muerta cº

Peso Especifico Muro cº Peso de la Albañilería Peso de la Arena Limosa Angulo de Fricción Interna Angulo del Terreno  Coeficiente Fricción "" Resistencia de terreno  t @ Df=9.85m, C/Saturado

  "" =  t

= = = = =

=

2.40 Tn/m3 1.90 tn/m3 1.76 tn/m3 27 º 0º 0.35 1.55 Kg/cm2

Angulo de Fricción Interna Angulo del terreno

1.2.- Peso de Las Sobrecargas (Según el ACI 350) Peso del Agua Aguas Negras sin tratar Gravilla excavada del desarenador cieno digerido, aeróbico cieno digerido, anaeróbico cieno engrosado o deshidratado argas en pasare as, sca eras Carga Viva de Oficina y Laboratorio Cuartos de Equipo Pesado donde se desarman y almacenan

= = = = = = = = =

1.00 1.01 1.76 1.04 1.12 0.96 a 1.36 . 0.49 1.47

tn/m3 tn/m3 tn/m3 tn/m3 tn/m3 tn/m3 nm tn/m2 tn/m2


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2.- Calculo de la Presión Hidrostática de la Napa Freática. Presión del Agua Freática Altura Hidráulica respecto del fondo h=3.68m Presión = P * g * h Cota de Terreno Natural = Cota de Napa Freatica Actual = Cota de Maxima de Napa Freatica = Cota de Fondo de NPT = h =

 Presión

= =

30.29 22.29 24.29 20.61 3.68

m

1 3.68

tn/m3 tn/m2

=

3.68 tn/m2

Presión Triangular 3.68 tn/m2 en el fondo


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3.- Calculo de la Presión Activa de la Arena Limosa: cº s 

Peso Especifico Muro cº Peso de la Arena Limosa Angulo de Fricción Interna ngu o e erreno Coeficiente Fricción "" Resistencia de terreno  t @ Df=9.68m, C/Saturado Características del Material en la zona Arena Limosa

""  t w 

 Angulo de Fricción Interna  o de Reposo Coeficiente Fricción "" Angulo del Terreno  Peso Especifico Terreno s Altura del terreno Para El Empuje Activo Altura del terreno Para El Empuje Pasivo Resistencia de terreno  t

ht ht

= = = = = = =

= = = = = =

= = =

2.40 Tn/m3 1.76 tn/m3 27 º

Angulo de Fricción Interna ngu o e erreno

0.35 1.55 Kg/cm2

1.76 kg/m3 27 º 0

Angulo de Fricción Interna Angulo del terreno

27 Grad 0.47 Rad 0.35  =Tg () aproximado = 0.51 0 Grad Rad 1.76 Tn/m3 10 m 10 m 1 Kg/cm2

Características de servicio W s/c = W vere =

0.20 Tn/m2 0.10 Tn/m2

(se Presume un H20S16)

Empuje Activo Coefic. Empuje Activo (Ka) Empuje Activo (Ea) E s/c + Evereda

= = =

0.38 6.61 Tn/m2 0.11 Tn/m2

=+ka*gs*Ht

mpu e as vo Coefic. Empuje Pasivo (Kp) Empuje Pasivo (Ep) Fuerza Normal = N*

= = =

2.66 46.87 Tn/m2 Tn/m -

=+kp*gs*Ht

Fuerza Normal = N*

=

11.57 Tn/m


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Presión de 6.61 tn/m2 ejercida por la arena limosa Distribución de la Presión triangular


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4.- Calculo del Peso Total de la Estructura Diametro de la Camara Radio de la Camara Altura de la camara Altura de la camara de Rejas

= = = =

12.9 6.45 10.48 6.78

m m m m

Peso de Toda la Estructura

 cº

Descripción Muros de la camara Ø=6.45m Muros Camara Rejas []=2.45x3.27m Muro Central Losa de Piso Superior de la cota 31.09 Columnas 12m Columnas 8m Vigas Circulo + Rect+Muro Central Losa de Fondo de la cota 20.61 Uña 40x100+ Uña de muro Central

Detalle 100*30 100*30 100*30 100*30 40x40 40x40 30x50 100*30 30*100

Peso de la Cámara de Rebombeo Peso de la Cámara de Rebombeo

CM CV

2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40

Perímetro 40.53 8.99 12.90 137.61 0.40 0.40 0.30 137.61 0.40

2.61 5.05

tn/m tn/m

Base 0.30 0.30 0.30 0.30 0.40 0.40 0.50 0.30 1.00

Altura 10.48 6.78 10.48

11.00 7.50 62.42

62.42

Und 1.00 1.00 1.00 1.00 6.00 2.00 3.00 1.00 1.00

Und 305.80 43.89 97.34 99.08 25.34 5.76 67.41 99.08 59.92

40.53 m 40.53 m

105.66 204.54 Total PP

1,113.81 tn


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5.- Análisis Pseudo Espectral Norma E-030 Factor de Zona Z Factor de Uso U Parámetro de Suelo S Periodo del Suelo Tp Reducción Por ductilidad (3/4 por an R P Seudo Aceleración = Z*S*U/R

= = = = = =

0.40 1.50 1.40 0.90 8.00 Edific.Irregulares =3/4R 1.030 m/seg2

Calculo del Espectro Inelástico de pseudo aceleraciones (Eje X) Periodo (T) 0.125R>> 0.90 2.50 1.00 2.25 1.10 2.05 1.20 1.88 1.30 1.73 1.40 1.61 1.50 1.50 1.60 1.41 1.70 1.32 1.80 1.25 1.90 1.18 2.00 1.13 2.10 1.07 2.20 1.02

pseudo aceleración 3.00

2.50

) 2 e s / m ( a S

2.00

1.50

1.00

0.50

-

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

Periodo (T) en Seg


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6.- DISTRIBUCION DEL CORTANTE EN LA ALTURA V= ZUCS * P Sismo en la Dirección XX R Factor de Zona

Z

Longitud Perpendicular a la dirección de la Fuerza

S Tp CT R Ly

= = = = = = =

Resultados Altura Total de la Edif. En metros Peso Total Periodo Fundamental Estructura T= hn /CT Factor de Amplificación 2.50*(Tp/T) Cortante en la Base Verificación C/R >=0.125

hn P T C V C/R

= 10.48 m = 1,113.81 Tn = 0.17 Seg = 2.50 = 292.38 Tn = 0.31 >=0.125

Parámetro de Suelo Periodo del Suelo Coef. p' Estimar el Periodo Fund.Edificio Reducción Por ductilidad

Cortante Basal Presión del Sismo eje XX rea de la Cámara Cortante Basal Presión sobre los Muros de la cámara sismo XX

V

= = =

=

0.40 Zona 3 . 1.40 0.90 60.00 8.00 12.90 m

292.38

= Costa = Piura Suelo Tipo S3 = Arena

26% Ok!

tn

Radio Perímetro Altura 6.45 20.26 10.48 292.38 tn 1.38 tn/m2

Área 212.36 m2


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Sismo en el Eje XX; P=1.38 tn/m2

Sismo en el eje - XX; P=1.38 tn/m2

Sismo en el eje YY; P=1.38 tn/m2


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7.- Determinación de las Cargas Ultimas según la Norma E-060 - 2008 (ACI -99) U=

1.4

CM

+

1.7

CV

U= =

1.25 .

CM

+

1.25

CV

+/-

SISMO XX

-

CM = Peso Propio + Carga Muerta. CV= Carga Viva + Presión Hidrostática + Presión Activa Sismo Fuerza Sísmica Sobre toda la pared de la Cámara de Rebombeo en una dirección = P=Cortante Basal / Área de las Paredes


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8.- Refuerzo Mínimo Para Estructuras Sanitarias en Contacto con Líquidos La Cuantía Mínima Para estructuras Sanitarias en contacto con líquidos o Químicos . .7.2.-

sar a a a . .- e - , que epen e e as untas e seraparac on t rm ca o e contracc n en este caso P min temp = 0.0025 Usar Como Mínimo Ø 1/2" con una separación máxima de 30cm (Recomendación del ACI 350)

9.- Espesor Mínimo de Estructuras Sanitarias de Concreto Armado ACI 350 8.1.-

Usar un espesor mínimo de concreto de 30cm en zonas que están en contacto con Líquidos o Químicos (Recomendación del ACI 350-89)

8.2.-

En otras estructuras de Concreto Armado el espesor mínimo debe de ser 15cm, tener en cuenta que para las zonas de los techos que protegen la zona del recipiente del liquido, es una zona… Permanentemente húmeda por ello se debe tener especial cuidado, y se recomienda el uso en las zonas de la parte inferior de las losas usar impermeabilizante epóxido renovable cada año (Recomendación del ACI 350-89)

8.3.-

En donde se desee un recubrimiento de 5cm el espesor mínimo del ancho del Muro de Cº Armado Sera de 20cm Recomendación del ACI 350-89


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10.- Coeficiente de Durabilidad Sanitaria Para Estructuras Cº Armado en Contacto Con Líquidos a). b).c).-

Calculo del Acero de Refuerzo en flexión Mu = 1.30 * U Calculo del Acero en tensión anular Tu = 1.65 * U Calculo del Acero de Refuerzo en tensión diagonal (Cortante) Vu = 1.30* U El exceso de cortante se define como la diferencia entre cortante factorizado Vu y la resistencia propor sionada por el concreto ØVc Ø Vs >= (1.3(Vu-ØVc)

d).-

Compresión por flexión y compresión por caga axial

Pu = 1 * U


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11.- Cargas Que Provienen de la Sección de la Caseta de Bombeo

Primer Nivel CARGA MUERTA W Piso Terminado W muros perimétricos Columnas 25x25 W Piso Terminado

= = = =

(Tn/m2) Base Area Perímetro Und Total 0.10 130.70 40.53 0.32 1.90 0.15 1.20 0.34 2.40 0.14 2.80 6.00 0.14 0.10 130.70 40.53 0.32 W cm = 1.12

W s/c motores =

1.47

130.70

40.53 W cv =

tn/m tn/m tn/m tn/m Tn/m

4.72 tn/m 4.72 Tn/m

Azotea CARGA MUERTA W losa maciza e=15cm W Piso Terminado CARGA VIVA W s/c =

= =

(Tn/m2) Base Area Perimetro Und 2.40 0.15 130.70 40.53 0.10 130.70 40.53 W cm =

Total 1.16 tn/m 0.32 tn/m 1.48 Tn/m

(Tn/m2) Base 0.10

Total 0.32 tn/m 0.32 Tn/m

Peralte Largo 130.70 40.53 W cv =

Resumen de Carga Viva Repartida Sobre Los Muros de la Cámara de Rebombeo Para en análisis de esfuerzo W cm = W cv =

2.61 Tn/m 5.05 Tn/m


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Carga Muerta Sobre Los Muros de la Cámara derivados de la Caseta de Rebombeo W cm 2.61 Tn/m

Carga Viva Sobre Los Muros de la Cámara derivados de la Caseta de Rebombeo W cv = 5.05 Tn/m


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12.- Calculo del la Presión Sobre la Losa de Fondo Peso de Toda la Estructura

 cº

Descripción = . Muros Camara Rejas []=2.45x3.27m Muro Central Losa de Piso Superior de la cota 31.09 Columnas 12m Columnas 8m Vigas Circulo + Rect+Muro Central Losa de Fondo de la cota 20.61 Uña 40x100+ Uña de muro Central

* 100*30 100*30 100*30 40x40 40x40 30x50 100*30 30*100

. 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40


CM CV

2.61 5.05

Cota de Napa Freatica Actual Cota de Maxima de Napa Freatica Peso de Toda la Estructura Área de Toda la Estructura

= = = =

Perímetro Base . 8.99 12.90 137.61 0.40 0.40 0.30 137.61 0.40 tn/m tn/m 22.29 24.29 1,113.81 137.61

Altura . 0.30 0.30 0.30 0.40 0.40 0.50 0.30 1.00

Und

. 6.78 10.48

11.00 7.50 62.42

62.42

Und . 1.00 1.00 1.00 6.00 2.00 3.00 1.00 1.00

. 43.89 97.34 99.08 25.34 5.76 67.41 99.08 59.92

40.53 m 40.53 m

105.66 204.54 Total PP

1,113.81 tn

tn m2

Presión del Terreno = 8.09 tn/m2 Esta Presión Actúa cuando toda la estructura esta cargada y totalmente construida y ejerce una presión en la Base Ubicada en la cota 20.6 La presión va a ejercer una fuerza sobre las losas del f ondo por ello hay que calcular los esfuerzos sobre la losa Donde se verifica que los cortantes son los esfuerzos mas desfavorables Sub Presión de la Napa Freática = 3.68 tn/m2 Esta presión va a actuar cuando la napa freática este en la cota +24.29 (a seis metros respecto del Nivel de Terreno Natural, esta presión es la que tratara de empujar a la estructura hacia la superficie y también ejercerá una fuerza " " v Consideraciones Ambas presiones serán diseñadas CM=8.09 tn/m2 sobre el fondo y CV=3.68tn/m2 Sobre el fondo


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Determinacion de la Condicion de Cimentacion Rigida f'c

=

Base Petalte

= =

st = de Reaccion de la Sub Razante = L1 = l1 = L1 =

210 kg/cm2 , . 645 cm 50 cm 1.55 Kg/cm2 3.19 Kg/cm3 6.45 m 398.46 cm (4* Ec * Ic / Ks / B1 ) ^ (1/4) 645.00 cm La Zapata No Es Rigida Usare el Modulo de la Reaccion de la Sub Razante Ks


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Diseño de las Paredes de la Cámara de Rebombeo Proyec Mejoramiento del Sistema de Evacuación de Aguas Servidas Hacia La Laguna de Oxidación Tacala-Castilla-Piura Contratista Empresa de Ingenieria Tecnologia y Desarrollo ITD-EPS Grau Fecha 06/12/2009 Calcul Ing. Civil Oscar Rafael Ontaneda Neyra CIP No 50674 Post Grado UNI-FIC "Ingeniería Sismoresistente" & "Reparación y Reforzamiento de Estructuras"-2005

9.-

Idealización Estructural mediante programa de computo


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9.1.- Numeración de Los Elementos Shells, y Nudos Joint


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9.2.- Deformación de Los Muros, Producto de las Cargas Peso Propio, Carga Muerta, Presión de la Napa Freát


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9.3.- Fuerza Axial F11, Para la Envolvente XX

Maximo

Envolvente XX Minimos


Página 24 /42


9.4.- Fuerza Axial F22, Para la Envolvente XX


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9.5.- Fuerza Cortante F12=F21 de la Envolvente de XX


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9.6.- Momento Flector M11


Página 27 /42


9.7.- Momento Flector M22


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9.8.- Cortante V13


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9.9.- Cortante V23


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10.- Datos Generales Base Peralte

b e f'c fy

= = = =

100 30 210.00 4,200.00

(cm) (cm) (kg/cm2) (kg/cm2)

Datos del Acero de Refuerzo # #2 #4 #5 #6 #8

Ø 1/4" " 1/2" 5/8" 3/4" 1"

Área Ø cm2 0.32 . 1.29 2.00 2.84 5.10

Ø(m) 0.0064 . 0.0127 0.0159 0.0191 0.0254


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11.-

Diseño de la Estructuras Por Sub presion de la Napa Freatica

11.1.- Peso de Toda la Estructura Descripción Muros de la camara Ø=6.45m Muros Camara Rejas []=2.45x3.27 Muro Central Losa de Piso Superior de la cota 31. Columnas 12m Columnas 8m Vi as Circulo + Rect+Muro Central Losa de Fondo de la cota 20.61 Uña 40x100+ Uña de muro Central

Detalle 100*30 100*30 100*30 100*30 40x40 40x40 30x50 100*30 30*100


CM CV

 cº 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40 2.40

Perímetro 40.53 8.99 12.90 137.61 0.40 0.40 0.30 137.61 0.40

2.61 5.05

tn/m tn/m

Base 0.30 0.30 0.30 0.30 0.40 0.40 0.50 0.30 1.00

Altura 10.48 6.78 10.48 11.00 7.50 62.42 62.42

Und 1.00 1.00 1.00 1.00 6.00 2.00 3. 00 1.00 1.00

Und 305.80 43.89 97.34 99.08 25.34 5.76 67. 41 99.08 59.92

40.53 m 40.53 m

105.66 204.54 Total PP

12.2.- Presion ejercida por la Napar fretica Cota de Terreno Natural Cota de Napa Freatica Actual Cota de Maxima de Napa Freatica h

= = = = =

30.29 22.29 24.29 . 3.68 m

12.3.- Factor de Seguridad  Presión rea e mpu e r= . m Fuerza de Empuje de la Zapa Freatica Peso de la Estructura Factor de Seguridad

= = = = = =

1 3.68 . 480.97 1,113.81 2.32

tn/m3 tn/m2 m tn tn


1,113.81 tn

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12.-

Diseño de Estructuras de Concreto Armado Que contienen

12.1.-

Elemento del 213

a).-

Diseño por momento flector M22 Mome tn*m Base (cm) Altura (cm) recubri (cm) Peralte cm Ø Flexión Po Po min Po Compresión Po temperatura Po max As Astem

b).-

1.01 100.00 30.00 5.00 25.00 0.90 0.0004 0.0024 0.0160 0.0033 0.0032 8.03 cm2 8.25 cm2

1/2" 1/2"

Elemento

213

213 213

0.77 0.29

0.53

167 167

-1.01 -0.54

===>> ===>>

Po Po min Po Compresión Po temperatura Po max As Astem

= = = = = = = = = = = = =

0.75 100.00 30.00 5.00 25.00 0.90 0.0003 0.0024 0.0160 0.0033 0.0032 8.03 cm2 8.25 cm2

M11 M11

===>> ===>>

Ø Ø

Elemento

213

0.58 0.58

0.58

213 213

1/2" 1/2"

6.00 6.00

Diseño Por Aplastamiento de la Pared = fuerza Compresión F11 Carga Axial Pu Base (cm) "bw" Recubrimiento ( Peralte Efectivo  Aplastamiento Ø Pcº Pu

= = = = = = = =

Verificac

=

166.62 Tn 100.00 cm . 5.00 cm 25.00 cm 0.70 374,850.00 kg Ø ( 0.85 f'c (A1) 166,616.00 Kg Pu <= Ø Pc Ok el Concreto Si Resiste

-0.775 Ø1/2" .18

6 6

Diseño por momento flector M11 Mome tn*m Base (cm) Altura (cm) recubri (cm) Peralte (cm) Ø Flexión

e).-

= = = = = = = = = = = = =

Maximo M22 (+) M22 (+) Maximo M22 (-) M22 -

Ø Ø

1/2" 1/2"

18.00 cm 18.00 cm

1/2" 1/2"

18.00 cm 18.00 cm

Elemento Para la Combinación Máxima F11 = -166.616

541.502


249

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f).-

Diseño Por Aplastamiento de la Pared = fuerza Compresión F22

Elemento

Compresión

Carga Axial Pu Base (cm) "bw" Altura (h) Recubrimiento ( Peralte Efectivo  Aplastamiento Ø Pcº Pu

= = = = = = = =

Verificac

=

40.63 Tn 100.00 cm 30.00 cm 5.00 cm 25.00 cm 0.70 374,850.00 kg Ø ( 0.85 f'c (A1) 40,630.00 Kg Pu <= Ø Pc Ok el Concreto Si Resiste

Tracción Carga Axial Pu Base (cm) "bw" Altura (h) Recubrimiento ( Peralte Efectivo Acero Para Trac fy As Fs Fu

= = = = = = = = =

Verificac

=

Ok el Acero Colocado es Correcto .

Base (cm) "bw" Altura (h) Recubrimiento ( Peralte Efectivo  Corte  Vcº Vu

= = = = = = = =

Verificac

=

. 400.00 cm 30 cm 5.00 cm 25.00 cm 0.85 65,283.65 kg 60,801.00 Kg Vu <= Ø Vc Ok el Concreto Si Resiste

.-

17.11 100.00 30.00 5.00 25.00 6.00 4,200.00 1.29 32,508.00 17,110.00

Tn cm cm cm cm Unidades kg/cm2 cm2 Ø 1/2 @ kg kg

Elemento vente XX Máximos F22 F22 F22 F22

30 30 30 30

(62.20) (19.06)

(40.63)

52.41 (18.19)

17.11

31.60 2.30

(14.65)

52.41 (18.64)

16.89

Envolvente YY Máximos F22 209 F22 209 F22 F22

30 30

47.50 cm

Vu (+) =

46.77 tn

a d de la cara

Se escoge un peralte de la losa de 90cm


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g).- Diseño de la Losa de Fondo Diseño Por fuerza Cortante

or e u Base (cm) "bw" Altura (h) Recubrimiento ( Peralte Efectivo  Corte  Vcº Vu

= = = = = = = =

Verificac

=

. n 200.00 cm 40 cm 5.00 cm 35.00 cm 0.85 45,698.56 kg 27,670.00 Kg Vu <= Ø Vc Ok el Concreto Si Resiste

Diseño por momento flector Izquierdo (-) Mome tn*m Base (cm) Altura (cm) recubri (cm) Peralte (cm) Ø Flexión Po Po min Po Compresión Po temperatura Po max As s em

= = = = = = = = = = = = =

23.02 200.00 40.00 5.00 35.00 0.90 0.0026 0.0024 0.0160 0.0033 0.0026 17.94 cm2 . cm

1/2"

===>> ===

14.00 .


Ø

1/2"

15.00 cm . cm

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Diseño por momento flector Centro (+) Mome tn*m Base (cm) Altura (cm) recubri (cm) Peralte (cm) Ø Flexión Po Po min Po Compresión Po temperatura Po max As Astem

= = = = = = = = = = = = =

18.55 100.00 40.00 5.00 35.00 0.90 0.0042 0.0024 0.0160 0.0020 0.0042 14.76 cm2 7.00 cm2

0

5/8" 1/2"

===>> ===>>

7.00 5.00


Ø Ø

0

5/8" 1/2"

15.00 cm 23.00 cm

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i).-

Diseño de la Losa de Piso de la Caseta donde se reparan o almacenan motores Diseño por momento flector Mome tn*m Base (cm) Altura (cm) recubri (cm) Peralte (cm) Ø Flexión Po Po min Po Compresión Po temperatura Po max As Astem

= = = = = = = = = = = = =

0.55 100.00 20.00 5.00 15.00 0.90 0.0007 0.0024 0.0160 0.0033 0.0032 4.82 cm2 4.95 cm2

1/2" 1/2"

===>> ===>>

4.00 4.00

Diseño Por fuerza Cortante Corte Vu Base (cm) "bw" Altura (h) Recubrimiento ( Peralte Efectivo  Corte Ø Vcº u

= = = = = = = =

Verificac

=

0.68 Tn 100.00 cm 20.00 cm 5.00 cm 15.00 cm 0.85 9,792.55 kg . Vu <= Ø Vc Ok el Concreto Si Resiste

48.96 kg/m2


Ø Ø

1/2" 1/2"

30.00 cm 30.00 cm

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j).-

Diseño de la Viga V2 50x30 del Cilindro Compresión

Carga Axial Pu Base (cm) "bw" Altura (h) Recubrimiento ( Peralte Efectivo  Aplastamiento Ø Pcº Pu

= = = = = = = =

3.30 30.00 50.00 5.00 45.00 0.70 187,425.00 3,300.00 Pu <= Ø Pc

Tn cm cm cm cm kg Kg

Ø ( 0.85 f'c (A1)

=

Diseño por momento flector Máximo M(+) Mome tn*m Base (cm) Altura (cm) recubri (cm) Ø Flexión Po Po min Po Compresión Po temperatura Po max As Astem

= = = = = = = = = = = = =

13.07 30.00 50.00 5.00 . 0.90 0.0061 0.0024 0.0160 0.0033 0.0061 8.28 cm2 4.46 cm2

5/8" 1/2"

===>> ===>>

4.00 3.00

Diseño Por Corte en Vigas Reforzadas Corte Vu Base (cm) "bw" Altura (h) Recubrimiento ( f'c fy  Corte Vcº Vn=Vu/Ø Vs Av s Av/s

= = = = = = = = = = = = = =

20.61 30.00 50.00 5.00 . 210.00 4,200.00 0.85 8,813.29 26,671.76 23,216.01 1.42 11.56 0.12

Tn cm cm cm kg/cm2 kg/cm2 kg 7,491.30 kg kg cm2 Av=2 Ø 3/8" cm cm2/cm


Ø Ø

5/8" 1/2"

7.00 cm 10.00 cm

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k).- Diseño de la Losa de Techo de la Caseta de Rebombeo k.1.-

Análisis Estático Carga Muerta Sobre el techo Carga Viva Sobre el techo Peso propio de los elementos

CM CV ρcº

0.1 tn/m2 0.15 tn/m2 2.4 tn/m3

Características de la estructuración Columna T C2=25x45x45 Viga Perimetral V2 = 25x30 Vigas Principales V1 = 25x60 Losa de Techo 15cm

k.2.-

Análisis Sísmico Estático Norma E-030 Sismoresistente DISTRIBUCION DEL CORTANTE EN LA ALTURA V= ZUCS * P Factor de Zona Z = 0.40 Zona 3 Factor de Uso U = 1.50 Tipo A = . Periodo del Suelo Tp = 0.90 Coef. p' Estimar el Periodo Fund.Ed CT = 60.00 Concreto Armado Reducción Por ductilidad R = 8.00 Ly = 10.56 m Longitud Perpendicular a la dirección d

Resultados Altura Total de la Edif. En metros hn Peso Total P Periodo Fundamental Estructura T= T Factor de Amplificación 2.50*(Tp/T C Cortante en la Base V Verificación C/R >=0.125 C/R Fuerza en la Azotea Fa <=0.15V Fa

= = = = = = =

DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA EN LA ALTURA

12.00 74.00 0.20 2.50 19.43 0.31 -

m Tn Seg Tn >=0.125 <=

26% Ok! 2.91

Fi = Pi*hi * (V-Fa)  Pj*hj


=

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Diseño de las Paredes de la Cámara de Rebombeo Proyec Mejoramiento del Sistema de Evacuación de Aguas Servidas Hacia La Laguna de Oxidación Tacala-Castilla-Piura Contratista Empresa de Ingenieria Tecnologia y Desarrollo ITD-EPS Grau Fecha 06/12/2009 Calcul Ing. Civil Oscar Rafael Ontaneda Neyra CIP No 50674 Post Grado UNI-FIC "Ingeniería Sismoresistente" & "Reparación y Reforzamiento de Estructuras"-2005 k.3.-

Se realizo un primer análisis con los siguientes elementos estructurales a. b..-

Losa de techo de 15cm de espesor Columnas de 25x25 de sección

k.4.-

Luego del análisis se verifico que las distorsiones laterales no cumplen los requerimientos mínimos de la norma sismoresistente E-030 por ello se tubo que optar por aumentar la sección de la columna a columnas de tipo T de 25x45x45

k.5.-

Como segundo análisis se realizo un cambio en los elementos estructurales Los resultados considerando las columnas Tipo T 25x45x45 y Vigas V1=25x60 y V2=25x30 y losa maciza de 15cm son los siguientes Distorsión Altura D

k.6.-

0.0026 m 2.8 m 0.0056 <

0.007 Ok

Control de Deflexiones deflexión de la Carga Muerta deflexión de la Carga Viva Luz del elemento Limite de la Deflexión Norma E-060 => L/180 P' Carga Viva Limite de la Deflexión Norma E-060 => L/240 P' Servicio

k.7.-

0.0080 0.0018 10.50 0.058 0.044

m m m m m

Ok estamos Ok estamos

Diseño de la Viga V1 (25x60)

Diseño por momento flector Mome tn*m = Base (cm) = Altura (cm) = Peralte (cm) Ø Flexión Po Po min Po Compresión Po temperatura Po max As Astem 8.00

= = = = =

Ø

1/2"

= = = = = = = = =

3.00 cm

Diseño por momento flector Momento Fl tn*m = Base (cm) = Altura (cm) =

19.44 25.00 60.00 . 57.50 0.90 0.0068 0.0024 0.0160 0.0033 0.0068 9.72 4.74 1/2"

Peralte efect (cm) Ø Flexión Po Po min Po Compresión Po temperatura Po max As Astem

5.00

Ø

1/2"


= = = = = = = = = 5.00 cm

14.12 25.00 60.00 . 57.50 0.90 0.0048 0.0024 0.0160 0.0033 0.0048 6.89 4.74 1/2"

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Diseño de las Paredes de la Cámara de Rebombeo Proyec Mejoramiento del Sistema de Evacuación de Aguas Servidas Hacia La Laguna de Oxidación Tacala-Castilla-Piura Contratista Empresa de Ingenieria Tecnologia y Desarrollo ITD-EPS Grau Fecha 06/12/2009 Calcul Ing. Civil Oscar Rafael Ontaneda Neyra CIP No 50674 Post Grado UNI-FIC "Ingeniería Sismoresistente" & "Reparación y Reforzamiento de Estructuras"-2005 k.8.-

Diseño Por fuerza Cortante de la Viga V1 (25x60) Corte Vu Altura (h Recubri Peralte E f'c fy  Corte Vcº Vn=Vu/Ø Vs Av s Av/s

k.9.-

= = = = = = = = = = = = =

13.61 . 60.00 2.50 57.50 210.00 4,200.00 0.85 9,384.53 17,612.94 8,228.42 1.42 41.68 0.034

Tn cm cm cm kg/cm2 kg/cm2 kg 7,976.85 kg kg cm2 Av=2 Ø 3/8" cm cm2/cm

kg/m2

1.42

Diseño de la Losa de Techo de La Caseta h=15cm


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Diseño por momento flector Momento tn*m Base (cm) Altura (cm) recubrimi (cm) Peralte ef (cm) Ø Flexión o Po min Po Compresión Po max As Astem 3.00 k.10.-

Ø

3/8"

= = = = = = = = =

0.40 100.00 15.00 7.50 7.50 0.90 . 0.0024 0.0160

= = =

0.0024 1.81 3/8"

43.00

cm

Diseño Por fuerza Cortante de la Losa de 15cm Corte Vu Base (cm Altura (h Recubri Peralte E c fy  Corte Vcº  Vcº  Vcº

= = = = = = = = =

5.49 100.00 15.00 1.50 13.50 . 4,200.00 0.85 8,813.29 7,491.30 7.49

Tn cm cm cm cm g cm kg/cm2 kg Kg tn

5.49 < 7.49 Ok el concreto si resiste el cortante


CALCULO ESTRUCTURAL DE LA CAMARA DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES LA PRIMAVERA H=9.68 M, R=6.45 M, (DEL 01- 12- 2009 ) BLANCA

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