Diseño de Tanque Imhoff y Lecho de Secado

DISEÑO HIDRAULICO DE TANQUE IMHOFF PROYECTO : “MEJORAMIENTO, AMPLIACION DEL ISTEMA DE AGUA POTABLE E INSTALACION DEL SERVICIO DE SANEAMIENTO DE LAS LOCALIDADES DE SAN PEDRO, SILLARRUME,CHULALAPA, NARANJOS,CUNIA,HAWAI, CEREZAL,LAS JUNTAS, DISTRITO DE CHIRINOS-SAN IGNACIO-CAJAMARCA”. Ubicación: NARANJOS - CHIRINOS - SAN IGNACIO - CAJAMARCA. Fecha: FEBRERO 2012

A).- DATOS DE DISEÑO POBLACION ACTUAL 500 DOTACION 70 FACTOR DE RETORNO 80 Tasa de sedimentación (Cs) 1 Perido de retencion (R) 2 Carga Hidraulica sobre vertedero 250 B).- CAUDAL DE TRATAMIENTO Qp=PoblacionxDotacionx%Factor de Retorno 1000 Qp= 28.00 Qp= 1.17 C).- SEDIMENTADOR Area A=Qp/Cs A= 1.17 Volumen V=RxQ V= 2.33

Hab. lit/hab./dia % m3/m2/hora horas m3/m/dia

m3/dia m3/hora

m2

L

m3

L/B=4 2 Area= 4B B= 0.54 L= 4.80

B

1.20m Redondeando B

H1=

1.04

A1= V1= V2= A2=

0.48 2.30 0.03 0.01

H2=

0.01

BL

0.30m

A2, V2

H2

0.20m

A1, V1

H1

0.80m

0.80m

0.20m 60

D).- LONGITUD DEL VERTEDERO DE SALIDA Lv= 0.1456

0.30m

E).- DISEÑO DE DIGESTOR Vd=

Temperatura Factor de Cap. °C Relativa (fcr) 5 2.0 10 1.4 15 1.0 20 0.7 >25 0.5

3 49.00 m

AREA DE VENTILACION

1.00 0.25

ZONA DE SEDIMENTACION

A total=

2 17.76 m

A vent=

2 9.60 m

1.20m 0.25 A vent/A total*100= 54.05

AREA DE VENTILACION 4.80

1.00

DISEÑO HIDRAULICO DE TANQUE IMHOFF PROYECTO : “MEJORAMIENTO, AMPLIACION DEL ISTEMA DE AGUA POTABLE E INSTALACION DEL SERVICIO DE SANEAMIENTO DE LAS LOCALIDADES DE SAN PEDRO, SILLARRUME,CHULALAPA, NARANJOS,CUNIA,HAWAI, CEREZAL,LAS JUNTAS, DISTRITO DE CHIRINOS-SAN IGNACIO-CAJAMARCA”. Ubicación: NARANJOS - CHIRINOS - SAN IGNACIO - CAJAMARCA. Fecha: FEBRERO 2012

3.70 A1=

2 H1

H1= 0.89 2 1.8 m 3 8.64 m

A1= V1= VT= V2= A2=

BL

0.50m

A2, V2

H2

2.30m

A1, V1

H1

0.90m

0.90m

V1+V2 3 40.36 m 2 8.41 m

H2= 2.27

F).- LECHO DE SECADO Carga de solidos que ingresa al sedimentador C= 0.25 Msd= 19.13 plodo= 1.04 % Solidos= 12.5 Vld= 0.15 Td= 55.0 Vet= 4.05 Alodo= 20.23

30 2.30m

KgSS/dia KgSS/dia Kg/l % litros/hab/dia m3 49.00m2

0.30m

22.75

1.55

Temperatura Tiempo de °C digestion (dias) 5 110.0 10 76.0 15 55.0 20 40.0 >25 30.0

DISEÑO ESTRUCTURAL TANQUE IMHOFF PROYECTO : “MEJORAMIENTO, AMPLIACION DEL ISTEMA DE AGUA POTABLE E INSTALACION DEL SERVICIO DE SANEAMIENTO DE LAS LOCALIDADES DE SAN PEDRO, SILLARRUME,CHULALAPA, NARANJOS,CUNIA,HAWAI, CEREZAL,LAS JUNTAS, DISTRITO DE CHIRINOS-SAN IGNACIO-CAJAMARCA”. Ubicación: NARANJOS - CHIRINOS - SAN IGNACIO - CAJAMARCA. Fecha: FEBRERO 2012

DATOS: h (m) L (m) B (m) ф

3.20 3.70 4.80 25

γ(tn/m3)

1.95

2

σt (tn/m ) f'c = (kg/cm2) fy= (kg/cm2)

10.00 210.00 4200.00

I.- DISEÑO DE LA PARED 1º Determinacion de Ka   Ka  tg 2  45   2 

Ka = 0.406 2º Predimensionado t Asumo:

hz =

Ea 

1 *  * h 2 * Ka 2

Ea = 4.052 T/m h Ea

h/3

M

 h     * Ea  3 

M = 4.322 T-m Mu =

1.6 M =

6.916 T-m

Ahora calculo el espesor "t" y para eso utilizo la formula de flexion

MU  0.9*b*d2 * fy* p*(1 0.59* p *

d = 30.608 cm

Mu

t= d + rec. +ф/2 t= 35.403 cm t= 36 cm

fy ) f ci


3º Verificacion por cortante a).- calculo del peralte efectivo d= 31.365 cm b).- calculo de vdu 1 Vdu  1.6 *   *  * Ka * (h  d )2  2

Vdu = 5.275 T b).- calculo de фVc

 V C  0 . 85 * 0 . 53 *

f ic * b * d

фVc = 20.476 T фVc

>

Vdu ………………… ok

4º Diseño de la pantalla a).- Acero vertical • Acero minimo

As  0.0018b * d As = 5.646 cm2 • Acero efectivo Datos: Mu= 6.916 T-m fy= 4200 kg/cm2

rec.= 4 cm

b= 100 cm f'c= 210 kg/cm2

d= 31.365 cm 5

As= 6.481 cm2

a= 1.525 cm

18.4

As= 6.330 cm2

a= 1.489 cm

4.71

As= 5.975 cm2

a= 1.406 cm

1.27

As= 5.967 cm2

a= 1.404 cm

4

As= 5.967 cm2 Usar :

ø Nº04

@ 0.18 m

(As=6.33 cm2)

b).- Acero horizontal Según la norma E-060 para acero menor a 5/8" el refuerzo horizontal para muros tiene una cuantia de 0.002 As = 6.273 cm2

5


19.2 4.95 1.27

Datos: rec.= 4 cm Usar :

ø Nº04

b= 100 cm @ 0.19 m

(As=6.33 cm2)

II.- DISEÑO DE LA LOSA DE FONDO Direccion X-X a).-Calculo de Wu: Carga muerta Asumo: e.muro=

0.15 m

Muros = Losa de fondo = Peso agua=

e.losa fondo =

0.25 m

18.054 T 10.656 T 45.135 T

Carga viva S/C = 250 kg/m2 S/C = 4.440 T Carga total = 78.285 T b).-Verificacion de presiones: σ = 4.408 T/m2

<

σ t= 20.000 T/m2

c).-Presion de diseño: σu = 6.246 T/m2 d).- Momentos de empotamiento en los extremos : Me 

W * L2 192

Mue = -0.445 T- m e).- Momentos en el centro: Mc 

W * L3 384

Muc= 0.223 T- m

……………….. ok

5 4


f).- Diagrama de momentos flectores: Mue

Muc

Muc

g).- Calculo del espesor: Para el calculo del espesor de la losa utilizo en momento maximo que en este caso es Mu= 0.77 t-m. MU  0.9 *b * d 2 * fy * p * (1 0.59* p *

fy ) f ci

d = 7.768 cm e= d + rec. +ф/2 e= 12.563 cm e= 13 cm h).- Calculo de acero: • Acero minimo

As  0.0018b * d As = 2.340 cm2 • Acero efectivo Datos: Mu= 0.445 T-m fy= 4200 kg/cm2

rec.= 4.0 cm

B= 100 cm f'c= 210 kg/cm2

d= 8.205 cm 5

As= 1.596 cm2

a= 0.375 cm

18

As= 1.556 cm2

a= 0.366 cm

3.28

As= 1.469 cm2

a= 0.346 cm

0.71

As= 1.467 cm2

a= 0.345 cm

3


ø Nº03

@ 0.18 m

(As=2.85 cm2)

4


Direccion Y-Y a).-Calculo de Wu: Wu= 6.246 T/m b).- Momentos de empotamiento en los extremos :

M 

W U * L2 192

Me = -0.750 T- m c).- Momentos en el centro:

Mc 

W * L3 384

Mc= 0.375 T- m c).- Diagrama de momentos flectores: Mue

Muc

Muc

e).- Calculo de acero: • Acero minimo

As  0.0018b * d As = 2.340 cm2 • Acero efctivo Datos: Mu= 0.750 T-m fy= 4200 kg/cm2

rec.= 4.0 cm

B= 100 cm f'c= 210 kg/cm2

d= 8.205 cm 5

As= 2.685 cm2

a= 0.632 cm

18

As= 2.661 cm2

a= 0.626 cm

3.52

As= 2.513 cm2

a= 0.591 cm

0.71

As= 2.507 cm2

a= 0.590 cm

3.0


ø Nº03

@ 0.18 m

(As=2.85 cm2)

4

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