Universidad Central del Ecuador
Diseño Hidráulico II Facultad de Ingeniería Carrera: Ingeniería Civil Tema: Captación Nombre: Jonathan Merino Moreno Curso: sexto Proesor: Ingeniero Salomón Jaya
Septiembre 2013 – ebrero 201!
Datos del !ro"ecto: 3
Qdis =2.2 m / s 3
Qcrec =17 m / s Ancho de rio ( L)= 18 m Altura de azud ( P )=2.5 m Velocidad elocidad del rio ( v )= 1.95 m / s Cota Cota del rio=3000 msnm Pendiente del rio ( So )= 2.3
#$ud:
Calc"lo #el per$il Creager%
3 /2
Q=2.3 LH e
&'c"ación #e verte#ero(
Datos del !ro"ecto: 3
Qdis =2.2 m / s 3
Qcrec =17 m / s Ancho de rio ( L)= 18 m Altura de azud ( P )=2.5 m Velocidad elocidad del rio ( v )= 1.95 m / s Cota Cota del rio=3000 msnm Pendiente del rio ( So )= 2.3
#$ud:
Calc"lo #el per$il Creager%
3 /2
Q=2.3 LH e
&'c"ación #e verte#ero(
3/ 2
17= 2.3∗( 18 ) ∗ H e
H e =0.552 m= Hd
&Carga sobre el a)"#(
R2=0,5 Hd =0.5 x 0,552 =0,276 m
0.282 Hd =0.1556 m
R1=0,2 Hd =0.2 x 0,552 =0,110 m
0.175 Hd= 0.097 m
'c"ación #e per$il Creager% n
x = K ∗ Hd
n−1
∗ y
*en#iente #e la cara ag"as arriba% K 2,000 1,936 1,939 1,873
Vertical 3a2 3a2 3a3
1.8
x =2.0∗0.552 1.8
x =1.243 y
1.8−1
∗ y
n 1,800 1,836 1,810 1,776
y =
x
1.8
1.243
C"rva #el *er$il Creager%
Diseño de com!uertas de !urga:
'c"ación para el c+lc"lo%
√
2
v Q= keab 2 g ( H + −ea ) 2g
,atos% K = 0.96 &Coe$iciente #e veloci#a#( e =0.825 &Coe$iciente #e contracción #el chorro( a =0.9 m &,istancia #es#e la base #el canal al comien)o #e la comp"erta( b =1 m &-ncho #el canal( H =2.5 m &Cala#o #e ag"a antes #e la comp"erta( v =1 m / s ( Velocidad !m"uesta )
.eempla)an#o en la ec"ación los #atos%
√
Q=0.96∗0.825∗0.9∗1∗ 2∗9.81∗( 2.5 +
3
Q= 4.25 m / s
Canal de %im!ie$a:
1
2
2∗9.81
−0.825∗0.9 )
,atos% b =1 m &-ncho #el canal( n =0.014 &Coe$iciente #e r"gosi#a#( So =2.3 &*en#iente #el $on#o #el canal( 3
Q= 4.25 m / s &Ca"#al #e las comp"ertas #e p"rga(
Calc"lo #e " yn &Cala#o normal(% Con tablas &/rochin(% K =
K =
Qn 8/3
b ∗So
1/ 2
4.25∗ 0.014 1
8 /3
∗0.0231/ 2
ablas% &m0( yn =0.6015 b yn= 0.6015 m
= 0.392
Diseño de re&a de entrada:
,atos% Q= k ∗s∗ # ∗b∗ Hr
3/ 2
&'c"ación para el c+lc"lo #el ca"#al #e la rea #e entra#a(
k =0.85 &Coe$iciente #e veloci#a#( s = coe$icientede sumercion # =coe$iciente de descarga Hr =altura de carga
,esarrollo%
's"ema para el c+lc"lo #el +ng"lo % y & para la inclinación #e la reilla%
−1
%= cos
( )= 0,3 1
72,54 '
& ( AL(A )=90 −% =17,46 ' < 20 ' ( )K )
z =0.5 m z 0.5 = =0.2 < 0.7 ()K ) P 2.5 hm= Hr − z hm=0.552− 0.2=0.352 m
) √
(
hm 3 z ∗ y Hr
(
0.352
s =1.05∗ 1−0.2
s =1.05∗ 1−0.2
2.5
)√ ∗
3
0.2 0.552
s =0.727
)(
(
0.045∗ Hr
(
0.045∗0.552
# = 0.407 +
# = 0.407 +
Hr + y
(
Hr ∗ 1 + 0.285∗ Hr + y
0.552+ 2.5
)∗( +
(
1 0.285∗
) )∗ 2
√ 2 g
0.552 0.552 + 2.5
) )∗ 2
√ 2∗9.81
# =1.856
,e la 'c"ación para el c+lc"lo #el ca"#al #e la rea #e entra#a se #espea 4b5% Q b= 3 /2 K ∗s∗ # ∗ Hr
b=
2.2 0.85 ∗0.727 ∗1.856 ∗0.552
3/ 2
=4.677 m
Calc"lo #e barrotes%
h =0,90−1,10 m * b =0.10 m ( +s"esor del barrote ) Sb =0.20 m &'spacio entre barrotes(
6"mero #e barrotes &n(% n=
b Sb
n=
4.677 0.2
=23.34 =23 barrotes
-ncho total #e rea%
, =b +( - ∗* b ) 7 - = n−1=23 −1=22
, = 4.677 + ( 22∗0.1 ) =6.877 m ,. =6,877 + 0,3 + 0,30 + 0,3 =7,777 m
#odulos=
,
#odulos=
6.877
7 8 el n9mero #e mó#"los en "e se "iere #ivi#ir
¿
4
=1.72 m
'uro de ala:
H = P +hr + $b &Cala#o #e ag"as : ,istancia #es#e el cala#o #e ag"as al m"ro #e ala( $b= 0.3−0.4 m &,istancia #es#e el cala#o #e ag"as al m"ro #e ala(
H =2.5 + 0.552+ 0.35=3.402 m
(ertedero %ateral:
's"ema en planta #el verte#ero lateral
's"ema en corte #el verte#ero lateral
,atos% 3
Q=2.2 m / s &Ca"#al #e #ise;o( 3
Qv =0.7 m / s &Ca"#al #el verte#ero( b =0.60 m &-ncho #el verte#ero(
n =0.014 &Coe$iciente #e r"gosi#a#( So =0.023 &*en#iente #el $on#o #el canal( yo =calado normal yc =calado critico AA =aguas arriba y aa =aguas abajo
Ado"tando una longitud L de 1.50 m
,esarrollo con ay"#a #e
Calc"lo #e yo= yc &aa #el verte#ero(%
yo =1.26 m
yo =0.95 m
yc =0.40 m
yc =0.33 m
b( '1'2cte &Calc"lo #e y1 con la energía especí$ica( + 1= + 2 2
Q + 2= y 2 + 2 2 g∗( b∗ y 2)
+ 2=0.95 +
0.3
2 2
2∗9.81∗(0.6∗0.95 )
=0.964 m
2
Q + 1= y 1+ 2 2 g∗(b∗ y 1) y 1 =0.93 m
c( ,eterminación #e s &-lt"ra a la #ebe constr"irse el verte#ero lateral(% S"pongamos s 0>?0m
h 1= y 1− s h 1=0.93 −0.80= 0.13 m h 2= y 2− s h 2=0.95 −0.80 =0.15 m
Calc"lo #e /% k =
h1 =0.87 h2
Calc"lo #e h1 &'c> #e verte#ero(% 5
Qv =
2 ( 1 − K 2 ) 5 ( 1− K )
∗C ∗ L∗h 13/ 2
C1>?@ 5
0.1=
2 ( 1− 0.87 2 )
∗1.86∗1.5∗h 13/ 2 5 ( 1−0.87 )
h 1=0.1298 m / 0.13 m ( )K )
Desri!iador:
,atos% 3
Q=2,2 m / s &Ca"#al #e #ise;o( n =0,038 &Coe$iciente #e r"gosi#a#= roca +spera( So =6 &*en#iente #el #esripia#or( S =1,04 &Coe$iciente por s"mersión( # =1,89 &Coe$iciente #el verte#ero( Hr =0,552 &-lt"ra #e ag"a( y 1 =2,5 m &Cala#o 1( , =6,877 m &-ncho #e la rea( z = y 1+ Hr = 2,5+ 0,552 =3,052 m &Cala#o total(
•
Calc"lo #e verte#ero #e sali#a%
'c"ación #e verte#ero% Q= S∗ # ∗b∗ Hr b=
3/ 2
= se #espea b%
Q S∗ # ∗ Hr
3/ 2
2,2
b=
1,04∗1,89∗0,552
•
3 2
=2,73 m
Calc"lo #el #esripia#or%
Calc"lo #e la sali#a contraí#a% 2
Q z =d 1+ 2 2 2 g∗, ∗d 1 2
3,052=d 1 +
2,2
2∗9,81∗6,877²∗d 1²
d 1=0,0689 m
−1 +
√
2
1+
d 2=
0=
80
3
g∗d 1
d1 2
∗¿
Q , &Ca"#al "nitario(
0=
2,2 6,877
d 2=
=0,320 m2 / s
0,0689 2
∗(−1 +
√+ 1
2
8∗0,32
d 2=0,521 m d 2 vs z 0,521 < 3,052
&.esalto S"mergi#o(
ransición%
b =b 1=2,73 m
3
9,81∗0,0689
)
bc =b 2 =1,50 m
Aongit"# mínima #e la transición% Lmin =
Lmin =
b 1 −b 2 2∗.g 12,5 2,73 −1,50 2∗.g 12,5
=2,77 / 2,80 m
Aongit"# #el resalto% L=2,5∗( 1,9 d 2−d 1 )
L=2,5∗( 1,9∗ 0,521−0,0689 )=2,302 m Lmin =2,80 m
•
Canal y comp"erta%
-lt"ra #e canal% hc =2,50 −0,1=2,40 m &-lt"ra #el a)"#( n =0,038 &Coe$iciente #e r"gosi#a#= roca +spera( bc =1,00 m ( Asumido )
Características% A = hc∗bc =2,4∗1,00 =2,4 m &Brea moa#a( Pm= 2 hc + bc =2∗2,4 + 1,00 =5,8 m &*erímetro moa#o( R h=
v=
A 2,4 = = 0,412 m &.a#io hi#r+"lico( Pm 5,8
Q 2,2 = =0,92 m/ s &eloci#a#( A 2,4
a =0,9 m H = z =3,052 m
a 0,9 = =0,294 H 3,052 e =0,825 &Coe$iciente escogi#o #e la relación aD<( = tablas #e /rochin>
*er#i#as #e energía en la transición% Contracció n
'xpansió n
Kc
Ke
0=10 0=1E 0=30 0=30 0=30
0=20 0=2E 0=E0 0=E0 0=FE
ipo *arabólico Cilín#rico C";a .ecto -br"pta .ecto%
Kc= 0,30 &Coe$iciente para contracción( Ke= 0,50 &Coe$iciente para expansión(
Contracciones% 2
2
v 2 v 1 hc = Kc∗( − ) 2g 2g
(∗
2,31
hc =0,30∗
2
2 9,81
−
2,19
2
2∗9,81
)=
0,30∗0,03 =0,009 m
&-lt"ra #e contracción(
'xpansiones% 2
2
v 2 v1 he = Ke∗( − ) 2g 2g
(∗
he =0,50∗
2,31
2
2 9,81
−
2,19
2
2∗9,81
)=
0,50∗0,03 =0,015 m
&-lt"ra #e expansión(
)iones:
,eterminar el #i+metro &G( "e necesita el si$ón #e la sig"iente $ig"ra= c"yas características son las sig"ientes%
,atos% H n A < <
2=2 m3Ds 0=01@ 200 m 0=1 m K 0=1F m
Ca"#al #e #ise;o> Coe$iciente #e r"gosi#a#> Aongit"# #el si$ón *er#i#a #e energía #isponible> LS.% .ecomien#a re#"cir en "n 10N>
Sol"ción% Si en "n principio se #esper#icia las pOr#i#as locali)a#as en los p"ntos #el si$ón= con lo c"al el valor #e las pOr#i#as #e presión &h$( serian% h$
0=1F m
Ltili)an#o la ec"ación #e Manning= se p"e#e encontrar el valor #el #i+metro necesario #e la t"bería%
órm"la #esarrolla#a para secciones circ"lares &Lsan#o 'xcel(> , 2=02 m ,i+metro #e la t"bería seg9n los c+lc"los Che"eo #e eloci#a#es Con#ición%
Min
0=FE
mDs
'c> #e Contin"i#a#
Brea #e la sección circ"lar
.eempla)an#o "na ec"ación con otra y s"stit"yen#o valores tenemos% 0=@ mDs 0=@mDs s 0=FEmDs 6'C'SI- .',IM'6CIP6-. A- S'CCIQ6 'l #i+metro comercial seg9n los par+metros anteriores ser+n% , ?0 R 2=03 m Ca"#al transporta#o por la t"bería 2,8 m /s 3
Q
=
'ste #i+metro si se lo enc"entra comercialmente> *or lo "e se a#opta este> Con esto proce#emos a calc"lar las per#i#as menores pro#"ci#as> Se "sa "n canal trape)oi#al #e% b m C$ hAC hAa
h'ntra#a hSali#a
2=E 1 0=1E 0=1 0=! 1=@ 1=
m m m m m m
hLa + hLC
0,000 = 2 m
h`Lf
0,000 = 1 m
hf
=
0,15 m
al"# #el canal> *er#i#a 'xpansión #ebi#a a la $ricción Co#os> *er#i#a Contracción *er#i#a 'ntra#a *er#i#a Sali#a
,isipa#or #e energía &ipo S-(%
,atos% 3
Q=17 m / s &Ca"#al #e creci#a(
H =2,5 m &-lt"ra #el a)"#( ba ( Ancho de rio )=18 m
Calc"lo #e ba Azud ( Ancho delazud ) : 's"ema #el +ng"lo "e $orma la reilla con respecto a la #irección #e $l"o%
−1
%= cos
( )= 0,3 1
72,54 '
& =90 −%=17,46 ' < 20 ' ( )K )
ba Azud =b a−2∗Sen& =17,40 m
do =1,30 m &Cala#o normal #el rio= est+ en $"nción #el ca"#al y ancho #el rio( # =2,1 &Coe$iciente para per$il hi#ro#in+mico #el a)"#( K = 0,95 &Coe$iciente #e per#i#a7 -)"# con comp"erta0=E0=?E-)"# sin comp"erta1=00
0=0( 1
K =1,15 &aria #e 1=1 a 1=2 para #espreciar 4)5(
Calc"lo #e la carga #e ag"a sobre el a)"# &
3 /2
3 /2
17= 2,1∗18∗ Ho
Ho=0,59 m
-lt"ra #es#e el nivel #e ag"as arriba hasta el pie #el a)"# &o(%
¿= H + Ho =2,5 + 0,59= 3,09 m
0=
Q 17 = =0,98 m2 / s &Ca"#al "nitario( ba Azud 17,40
Separación entre blo"es #isipa#ores #e energía%
0 d 1= K ∗√ 2 g∗(¿− d con) d 1=
0,98
0,95∗√ 2∗9,81∗(3,09 −1 )
=0,161 m
(
d 2=
d1
d 2=
0,161
2
∗( 1 +
2
80
1
3
g∗d 1
((
∗
) −) 0,5
2
1+
8∗0,98
2
9,81∗0,161
3
)− )= 1
1,15 m
d 2 vsdo 1,15 < 1,30
0 d 1= K ∗√ 2 g∗(¿− d con) d 1=
0,98
0,95∗√ 2∗9,81 ( 3,09 −0,161 )
d
(
d 2= ∗( 1 + 2
d 2=
0,14 2
((
∗
80
)−) 0,5
2 3
g∗d 1
1+
8∗0,98
1
2
9,81∗0,14
3
)− )= 1
d 2> d 1 ( )K )
=0,14 m
1,09 m
(r =5,25 &69mero #e ro"#e( yn= 0,99 m &Cala#o normal(
ba Azud =17,40 m
&-ncho #el a)"#(
2
L, =
L, =
L , 3
4,5∗ d
(r
0,76
4,5∗1,09² 5,25
0,76
= 4,61 m
=1,54 m
3d 1 8
=0,05 m
c =0,07∗d 2= 0,07∗1,09 =0,0763 m/ 0.10 m ( 10 cm)
's"ema alt"ra #el blo"e para el salto es"í%
's"ema #el #isipa#or #e energía tipo S-%
Desarenador:
&Aas #em+s cotas "e no est+n calc"la#as se las m"estra en hoas posteriores(
's"ema #el #esarena#or y los cortes 11 y 22
T,atos #e canal% Q=2,2 m ³ / s &Ca"#al #e #ise;o( b =1,50 m &-ncho #el canal( m=0 &*en#iente transversal= Corte 22( n =0,014 &Coe$iciente #e r"gosi#a#= hormigón( So =0,023 &*en#iente #el $on#o #el canal(
's"ema #el #esarena#or%
Con
Q=2,2 m / s b =1,50 m y =1,084 m
T,atos #el #esarena#or% Q=2,2 m ³ / s .ama2o de la "articula ( ." )=0,50 mm 3 =0,054 m / s &,e la tabla #e /rochin( m=0,5 &*en#iente transversal= Corte 22(
v =0,3 m / s &Imp"esto(
Desarrollo:
Brea moa#a% Q 2,2 A = = =7,33 m ² v 0,3
actor geomOtrico% Ancho $ondo $ = =2,00 Pro$undidad
-lt"ra #el #esarena#or% h=
√ √
A 7,33 = =1,91 m 2,00 $
-ncho #el #esarena#or%
Aongit"# #el #esarena#or%
bo =$ ∗h
L=
bo =2,00∗1,91 =3,82 m
L=
K ∗h∗v 3 1,35∗1,91 ∗0,3 0,054
=14,32 m
ransición% S"per$icie% L=
on#o%
¿−.c 2∗.g&
L=
¿= bo +( 2 m∗h ) ¿= 3,82+ (2∗0,5∗1,91 )=5,73 m L=
5,73−1,50 2∗.g 12,5
= 9,54 m
L=
bo −b 2∗.g&
3,82−1,50 2∗.g 12,5
=5,23 m
Calc"lo verte#ero #e #esbor#e &Aateral(% ,atos% 3
Q=2,2 m / s &Ca"#al #e #ise;o( # =2,00 &Coe$iciente para per$il hi#ro#in+mico #e verte#ero( H =0,25 m &-lt"ra #e carga sobre el verte#ero(
'c"ación para calc"lar la longit"# #el verte#ero & bv(%
3 /2
Q= # ∗bv∗ H
2,2=2∗bv∗0,25
3/ 2
bv =8,80 m bv > bo ( Por lotanto es Vertedero Circular)
bv∗180 & ( A L(A ) = 4 ∗¿ 1−Cos& 8,8∗180
4 ∗5,73
87.99 =
=
& 1−Cos&
& 1−Cos&
*or aproximaciones se obtiene "e% & ( AL(A )=94 '
R=
bv∗180 =5,36 m &.a#io #e la c"rva( 4 ∗94
Aongit"# #e la proyección longit"#inal #el verte#ero &A(% Lv = R∗Sen& A Lv =5,36∗Sen 94 =5,35 m
Aongit"# total ser+ ig"al a%
¿= L + m( bv + Lv ) ¿=18 + 0,5∗( 8,8 + 5,35 )=25,08 m
Aa caí#a #el $on#o ser+% *or $acili#a# #e lava#o= al $on#o #el #esarena#or se le #ar+ "na pen#iente #e EN= esta inclinación comien)a al $inali)ar la transición> h =0,05∗¿=0,05∗25,08 =1,25 m
Comp"erta #e lava#o% 3
Q Lavado =2,2−1=1,2 m / s T*nel:
,imensionar "n t9nel #e ba9l para "n ca"#al #e 2=2 mUDs y con "na pen#iente #e 0=023 a constr"irse en roca= la alt"ra #e seg"ri#a# #ebe ser no menor #e 0=30m%
,atos% H 2=2mUDs &Ca"#al #e #ise;o( So0=023&*en#iente #el $on#o #el canal( hv0=3@m &-lt"ra #e seg"ri#a#( a( Sin revestimiento% n 0>0! &Coe$> ,e r"gosi#a#(
'c"ación para el c+lc"lo% Q= K0∗So
1/ 2
Calc"lo #e / para po#er calc"lar el ra#io &r(% K0=
Q 2,2 = = 40,17 √ So √ 0,003 h =1,80 &-s"mi#o( r
omamos K0∗n r
8/ 3
8 /3
r =
=2,405
40,17 ∗0,04 2,405
r = 0,86 m
=0,668
'ntonces alt"ra #e seg"ri#a#% 0=3Tr0=3T0=?@0=2@m V 0=30m K0∗n r
8/ 3
8 /3
r =
=1,280
40,17∗0,04 1,280
=1,255
r =1,09 m
'ntonces alt"ra #e seg"ri#a#% 0=3Tr0=3T1=00=33m W 0=30m &P/( -ncho y alto #el t9nel% b =2 r =2∗1,09 =2,18 m h =1,5 r =1,5∗1,09 =1,64 m
Brea moa#a% 2
(
A = 0,5 r ∗ 3,9462 +
A r
2
4 ∗ 5 90
)
∗Sen5 = K0∗r 2
=1,9728
2
2
A =1,9728∗1,09 =2,34 m
eloci#a# en el t9nel%
v=
Q 2,2 = =0,94 m / s A 2,34
Brea #e excavación% h =1,50 r
*ara A r
2
=2,9298
2
A exc =3,48 m
Costo #el m
3
excavación en roca 20LS,
Costo metro lineal #e t9nel% 20TA20T2000m!0000LS, b( Con revestimiento%
h =1,40 y r K0∗n r
8/ 3
8 /3
r =
n =0,013
=1,952
40,17 ∗0,04 1,952
r = 0,93 m
=0,82
h =1,40∗0,82 =1,15 m 2
A = 2,7513∗0,82 =2,26 m v=
Q 2,2 = = 0,97 m / s A 2,26
'spesor #el revestimiento% ?cm &-s"mo( Brea #e excavación 3,5439∗( 0,82+ 0,08 ) ²=2,87 m
2
2 2 Brea exterior 3,5439∗( 0,82 ) =2,38 m
Brea #e revestimiento 2,87 −2,38=0,49 m
2
Si el precio "nitario #e revestimiento es 20LS,DmU 'l metro lineal c"esta =?LS,Dm 6o es s"$iciente para reali)ar los trabaos #e excavación y revestimiento con como#i#a# por lo tanto #ebemos colocar la mínima sección aconseable% r = 0,90 mentonces r K0∗n r
8/ 3
8 /3
= 0,755
=1,570
!nter"olandoeste valor enlatabla de Krochin :
h =1,16 r h =1,16∗0,90 =1,04 m
-lt"ra #e seg"ri#a#% s =1,80 −h =1,80−1,04 =0,76 m
Brea moa#a% 2
2
A = 2,7513∗0,90 =2,23 m
eloci#a#% v=
Q 2,2 = =0,99 m / s A 2,23
Brea #e excavación% 2
A exc =3,5439∗( 0,9 + 0,08 ) =3,40 m
2
Brea exterior% 2
2
A ext =3,5439∗0,9 = 2,87 m
Brea #e rec"brimiento 3,40−2,87 =0,53 m
2
Si el precio "nitario #e revestimiento es 20LS,DmU 'l metro lineal c"esta 10=@0LS,Dm
Calculo de re&illa del a$ud:
,atos% Ancho de rio=18 m Cotaderio =3000 msnm 3
Q=2,2 m / s &Ca"#al #e #ise;o( Altura de azud =2,5 m Coe$iciente de obstruccion( $ )=25 +s"aciamiento entre barrotes ( s )=2,0 cm !nclinacionde la re6illa ( i )=10 Ancho de la "latina ( t )= 0,95 m ( cte )
Calc"lo% b=
0,313∗Q 3/ 2
( C ∗ K ) ∗ L
3/ 2
=
3,01∗2,2
L
3/ 2
=
6,62
L
3 /2
&C+lc"lo #el ancho 4b5(
# Pedazos 5 $ % 8
L c/p 1,5 1,2 1 0,8$ 0,%5
L !,! !,00 2,%5 2,5$ 2,1
& 1,08 1,2% 1,5 1,$2 1,%%
P.H: !, !,10 2,85 2,$$ 2,51
Calc"lo #e carga sobre la reilla &
Q=2,55∗c∗ K ∗b∗ L∗ √ Ho 2,2=2,55∗c∗ K ∗3∗1,27∗ √ Ho
K =
( 1− $ )∗s = 0,508 s + t
L !,! !,00 2,%5 2,5$ 2,1
L ^!/2" $,10 5,2 ,5$ ,1 !,%
Calc"lo #el momento resistente &X(% 7=0,70 ( 7iametro Asumo)
8 =
2,60 . 3
m
( Peso es"eci$ico )
2
S =0,012 . / cm ( Asumo )
1
3
V = 4 ∗0,7 =0,18 m ³ 6
&ol"men(
P=V ∗8 =0,18∗2,60 =0,47 . &*eso(
9 =
P 8,5
∗( L + 0,05 )=
0,47 8,5
∗( L+ 0,05 ) &órm"la para calc"lar el momento resistente(
Criterio% 9 > 3 ∴ e =3,18
7 e espesor
9 < 3 ∴ e =2,54
L !,! !,00 2,%5 2,5$ 2,1
L+0,05 !,!* !,05 2,80 2,$1 2,$
'(ec 0,1* 0,1% 0,1$ 0,1 0,1
t =0,95 m &-ncho #e la platina( e =2,54 &'spesor( 9 = 3,05 &Momento resistente(
) 0,*525 0,*525 0,*525 0,*525 0,*525
e 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
s =2 cm &'spaciamiento entre barrotes(
e =1,27 s
C =Co−0,325 ∗(
i 100
) Coe$iciente para po#er calc"lar alt"ra #e carga &
( )=
C =0,5− 0,325∗
10
100
0,47
2,2=2,55∗0,47∗0,508∗3∗1,27∗√ Ho
Ho=0,90 m
Cotario + Altura de azud =3000 + 2,50 =3002,50 msnm 3002,50− Ho=3002,50 −09 =3001,60 msnm
Diseño de ancla&es:
Se tiene "na t"bería "e hace 1E gra#os con la hori)ontal ag"as arriba #el co#o y 30 gra#os #el la#o #e ag"a abao= el #i+metro interior es 1 metro y circ"la "n ca"#al #e 2=E
3
m / s > Aa t"bería tiene
120m hasta la "nta #e #ilatación s"perior y 10m hasta la in$erior= los apoyos est+n a 10m entre sí= las pare#es #e la t"bería tienen "n gr"eso #e 10cm y pesan 0=EDm> Aa carga #e ag"a en la "nta #e #ilatación s"perior es #e Em y en la "nta in$erior #e !Em>
,atos% & =15 ' &-ng"lo ag"as arriba #el co#o respecto la hori)ontal( 5 =30 '
&-ng"lo ag"as abao #el co#o respecto la hori)ontal(
7=1 m &,i+metro interior #e la t"bería( t =0,02 m &'spesor #e la t"bería( 3
Q=2,5 m / s &Ca"#al "e tiene la t"bería( L1=120 m L2=10 m
&,istancia "e tiene la t"bería hasta la "nta #e #ilatación s"perior( &&,istancia "e tiene la t"bería hasta la "nta #e #ilatación in$erior(
:. =
0,5 .
m
&*eso #e las pare#es #e la t"bería(
H =5 m &Carga #e ag"a en la "nta #e #ilatación s"perior( 1
H =45 m &Carga #e ag"a en la "nta #e #ilatación in$erior( n =0,013 &Coe$iciente #e r"gosi#a#= hormigón( $ =0,4 &-cero sobre hormigón capa interme#ia cartón(
,esarrollo% -rea A =
47 4
2
2
=
4x 1 4
=0,785 m2
eloci#a#% v=
2,5 Q = =3,18 m / s A 0,785
*er#i#a #e carga% 2
2
2
2
n Q L 10,34 x 0,013 x 2,5 xL h$ =10,34 x = = 0,01092 L 5,33 5,33 1 7
*eso #el ag"a% 3
:3=Vx8 =0,785 x 1 x 1=0,785 . / m
*eso propio #e t"bería normal al ee #e la misma% ( 1= ( ¿+ :3 ) Cos& =( 0,5 + 0,785 ) cos15=1,24 .
*eso propio #e la t"bería paralela al ee% ( 2=:.xSen& =0,5 xSen 15 =0,129 .
.o)amiento en los apoyos% ( 3 =; $x ( ¿+ :3 ) Cos& =0,4 x ( 0,5 + 0,785 ) xCos 15 =0,496
.o)amiento #ebi#o al ro)amiento #el prensa estopas% ( 4 = 0,745 4x7 1=0,745 x4x (1 + 0,04 )=2,43 .
"er)a axial en la "nta% ( 5= 0,25 4 ( 7 1 − 7 ) H =0,25 4 ( 1,04 −1 ) 5= 0,32 . 2
2
2
2
*resión #el ag"a en #irección al ee% 2
1
2
( 6 =0,25 4 7 H .1,25= 0,25 4 1 .45.1,25= 44,18 .
"er)a #el arrastre #el ag"a% ( 7 =o 25 4 7 h= 0,25 4 1 ( 0,0157 x 1,2 )=1,48 . 2
2
*eso propio #e t"bería normal al ee #e la misma% ( 8 =( ¿+ :3 ) Cos5 =( 0,5 + 0,785 ) cos30=1,113 .
*eso propio #e la t"bería paralela al ee% ( 9 =:.xSen5= 0,5 xSen 30 =0,25 .
.o)amiento en los apoyos% ( 10= ; $ ( ¿+ :3 ) Cos5 =0,4 ( 0,5 + 0,785 ) cos30=0,445 .
.o)amiento #ebi#o al ro)amiento #el prensa estopas% ( 11= ( 4 =2,43 .
"er)a axial en la "nta% ( 12= ( 5 =0,32 .
*resión #el ag"a en #irección al ee% ( 13= ( 6= 44,18 .
"er)a #el arrastre #el ag"a% ( 14 =0,25 4 7 h= 0,25 4 1 ( 0,157 x 10 )=0,12 . 2
2
"er)a centrí$"ga% ( 15= ( 16=
Qv 2,5 x 3,18 = =0,81 . g 9,81
T"er)as
+¿ ¿
−¿ ¿ (H ¿
(H ¿
T"er)as erticales &(% (V =−1,24 cos 15− Sen 15 ( 0,129 ; 0,496 ; 2,43 ; 0,32 + 44,16 ; 1,48 + 0,81 )−1,113cos 30 −Sen 30 ( 0,25 ; 0,4
+¿ ¿ (V ¿
−¿ ¿ (V ¿
Momento% # =
1 12
( ¿+ : 3 ) L
Momento resistente%
12
