Expediente Técnico
INFORME DE DISEÑO ESTRUCTURAL DESARENADOR
ÍNDICE
1.0 MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1 INTRODUCCION 1.2 ESTRUCTURACION 1.3 CIMENTACION 1.4 CARGAS Y SOBRECARGAS 1.5 NORMAS UTILIZADAS EN EL DISEÑO ESTRUCTURAL
2.0 MEMORIA DE CÁLCULO 2.1 DESARENADOR
1.0 MEMORIA DESCRIPTIVA Informe Final
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1.1 INTRODUCCION En el presente informe se desarrollarán los aspectos que involucran al diseño estructural del componente de tratamiento de Agua denominado Sedimentador que forman parte del proyecto del Sistema de Agua Potable. La estructura se diseñará para resistir las presiones hidráulicas y sobrecargas que les impongan como consecuencia de su uso previsto. Estas actuarán en las combinaciones indicadas según la normativa y no causarán esfuerzos que excedan los esfuerzos admisibles a nivel de cargas de trabajo.
1.2 ESTRUCTURACION Para fines de análisis y diseño se ha divido en partes la siguiente estructura: Desarenador:
Muros de concreto
Losa de fondo
1.3 CIMENTACION Para el Diseño del Sedimentador se ha previsto una cimentación de tipo platea de concreto armado a un nivel de profundidad máximo de 0.60m, medido respecto del nivel de la explanación. Se cimentará sobre un suelo normal.
1.4 CARGAS Y SOBRECARGAS Las cargas Verticales consideradas para el diseño son las siguientes: Informe Final
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PERMANENTES. Peso propio de los elementos de concreto Armado:
2400 Kg/m³.
Peso del agua:
1000 Kg/m³.
VIVAS DE OCUPACION. Sobrecarga en la losa de fondo:
200 Kg/m².
CARGAS HORIZONTALES CONSIDERADAS Empuje Hidrostático: 1000*H Kg/m². Empuje Activo de Suelos:
δ*H*Ka Kg/m².
1.5 NORMAS UTILIZADAS EN EL DISEÑO ESTRUCTURAL Las normas que se aplican al diseño y construcción de la presente estructura son las del Reglamento Nacional de Construcciones:
E-050 “Norma Técnica de suelos y cimentaciones”
E-020 “Norma Técnica de Cargas”
E-030 “Norma Técnica de Diseño Sismo Resistente”
E-060 “Norma Técnica de Concreto Armado “
ACI 318
ACI 350 R
ZONIFICACIÓN SÍSMICA
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2.0 MEMORIA DE CÁLCULO 2.1 DESARENADOR MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA El análisis estructural se ha elaborado mediante el programa de cómputo denominado SAP2000 v. 15.0.0, basado en procedimientos matriciales e idealizando la estructura con 6 grados de libertad por cada nudo. Se aplicó las suposiciones de diafragma rígido y las hipótesis o combinaciones de carga establecidas para estructuras de concreto Armado.
MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA MODELO EN 3D
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VISTA EN PLANTA Y CORTE
PARAMETROS DE DISEÑO Informe Final
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GEOMETRIA Longitud del muro largo = 3.80 m Longitud del muro corto Caja Ingreso = 0.43 m Longitud del muro corto Caja Salida = 0.60 m Altura de muros Caja Ingreso = 0.40 m Altura de muros Desarenador = 0.60 m Altura de muros Caja Salida = 0.50 m Tirante de agua max.= 0.60 m Borde libre = 0.30 m Espesor de muro = 0.15 m Espesor de losa de fondo = 0.15 m No se considerara empuje de suelos debido a que la explanación se encuentra a nivel superior de la losa de fondo. MATERIALES DE ESTRUCTURAS EN CONTACTO CON AGUA Resistencia a la compresión del concreto = 210 kg/cm2 Esfuerzo de fluencia del acero = 4200 kg/cm2 Relación agua cemento = 0.58 Cemento tipo I (En General)
ANALISIS ESTRUCTURAL EN MURO LARGO (CASO DESFAVORABLE)
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RESULTADO DE MOMENTOS VERTICALES – PRESION DE AGUA
RESULTADO DE MOMENTOS HORIZONTALES – PRESION DE AGUA
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DISEÑO ESTRUCTURAL – MURO LARGO
SECCION TRANSVERSAL Informe Final
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ELEMENTO b (cm) 100
h (cm) 15
rec (cm) 5
db (cm) 0.71
d (cm) 9.60
REFUERZO VERTICAL MOMENTOS MAXIMOS EN SERVICIO PARA LOS DIFERENTES ESTADOS DE CARGA
COMB. 1
DESCRIPCION PRESION DE AGUA
Cara húmeda -M22s (T-m) 0.015
Cara seca +M22s (T-m) 0.016
FACTORES DE AMPLIFICACION Y REDUCCION DE RESISTENCIA C.S 1.3
Ф
0.9
MOMENTOS DE DISEÑO EN SERVICIO -M22s (T-m) 0.015
+M22s (T-m) 0.016
MOMENTO ULTIMO Y AREA DEL REFUERZO (CARA SECA Y HUMEDA) Mu (T-m) As (cm2) 0.021 0.06
ρ
0.0001 Informe Final
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ρmin
0.003
Asmin (cm2/c) 2.88
DIAMETRO Y ESPACIAMIENTO DEL REFUERZO Ab (cm2)
s (cm)
As
0.71
20.00
3.55
USE: Ф3 /8"@0.20
REFUERZO HORIZONTAL MOMENTOS MAXIMOS EN SERVICIO PARA LOS DIFERENTES ESTADOS DE CARGA
COMB. 1
DESCRIPCION PRESION DE AGUA
Cara húmeda -M11s (T-m) 0.035
Cara seca +M11s (T-m) 0.063
MOMENTOS EN SERVICIO -M11s (T-m) 0.035
+M11s (T-m) 0.063
MOMENTO ULTIMO Y AREA DEL REFUERZO (CARA SECA y HUMEDA) Mu (T-m) As (cm2) 0.082 0.26
ρ
0.0003 Informe Final
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Asmin (cm2/c) 2.88
ρmin
0.003
DIAMETRO Y ESPACIAMIENTO DEL REFUERZO Ab (cm2)
s (cm)
As
0.71
20.00
6.35
USE: Ф3 /8"@0.20
DISEÑO DE LA LOSA DE CIMENTACION
GEOMETRIA DE LA CIMENTACION Y CALCULO DE CARGAS
A B
0.20
C
0.00
1.00
CARGA MUERTA: PESO MURO
216.0 Kg/m
PESO CIMENT.
360.0 Kg/m
PESO AGUA
300.0 Kg/m
TOTAL CM
876 Kg/m
CARGA VIVA: SOBRECARGA
200 Kg/m
CARGA TRANSMITIDA
TOTAL CV
200 Kg/m
0.29
TOTAL
1076 Kg/m
CARGA ADMISIBLE
< 0.8Kg/cm2
OK
CALCULO DEL ACERO SUPERIOR/INFERIOR (+) – SENTIDO LARGO/CORTO Mu = 1.24 tn-m Informe Final
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h = 15.0 cm d = 9.60 cm b= 100 cm ω = 0.0036
As (+) = 3.52 As (min)= 2.88
USAR: Φ3/
[email protected] CALCULO DEL ACERO SUPERIOR/INFERIOR (+) – ZONA CENTRAL h = 15.0 cm d = 9.60 cm b= 100 cm ρ=
0.0033
As (min)= 2.88
USAR: Φ3/
[email protected]
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