OBRAS DE TOMA superficialesdocx

Obras Hidráulicas I

Grupo 3

PRACTICA Nº2 1.- Proyectar una OBRA DE TOMA DIRECTA, DIRECTA, para el aproveca!"ento #$r"co $e un cauce %ue t"ene una pen$"ente $e 1,&' () cuya *ecc"+n tran*ver*al tran*ver*al *e !ue*tra en la "ura a$unta, para $otar $e r"eo a una *uper"c"e $e 2'' /a, /a, $on$e $e acuer$o al 0alance #$r"co *e $eter!"no %ue *e t"ene un cau$al "ct"c"o cont"no $e ',& l3*3/a. El coe"c"ente $e ruo*"$a$ $e0e a*u!"r para el leco $el r"o. El e*tu$"o "$rol+"co "$rol+"co no* $"o lo* *"u"ente* valore*4 valore*4 5!a67 2' !83*

para T7 1'' a9o*

5!"n7 2'' l3*

para T7 ' a9o*

Calcular4

-:a o0ra $e to!a con to$o* *u* co!ponente*. -:a* o0ra* $e protecc"+n. -C;lculo "$r;ul"co y e*tructural. -Real"
ESC ES C 1:10 1:100 0

CA:C=:O>

Ing. Jaime Zeneno


Grupo 3

Empezamos a realizar los cálculos pedidos, primero obteniendo la curva de descarga para de la misma obtener el tirante máximo y el tirante mínimo.

!irane "m#

$rea "m%#

&er'mer $rea )adio &er'mer o (cumula Hidráulic * "m3+s# o "m# (cumula da "m%# o "m# do "m#

0 1,-03

/,300

/,300

1,-03

0,32

3,/31

%,1%20

1,300

2,10

3,333

0,%

11,-/1%

%,233

1,/3/%

-,020%

,/1

0,101

%3,02

/,1-

3,

10,-1

10,233

0,-2

/1,/-0

/,333

1,

1%,33/

12,/1

1,%//

-0,/0-

2,/2

%,1-

1/,230

%1,0%/

1,//3

10,/%1

,2000

1,023

1,/3

%-,2%/

1,-3-

123,2111

,-2

1,0-2

1-,22

3/,2/

1,

%1/,%3

-,%1%2

1,0-2

1,33

/1,-%/

%,%3--

%%,%0

-,/3-2

1,0-2

1,-0

/,1

%,/

32-,0%

-,%2

1,0-2

%0,23

2,%/

%,-%1

/3,/%

-,-2

1,0-2

%1,22

/,-/

%,/1

2%,102

0,2 1 1,2 % %,2 3 3,2 / /,2 2 2,2  Donde: n: 0.033 (para ríos gravosos !: 0,0"#



Grupo 3

Empezamos a realizar los cálculos pedidos, primero obteniendo la curva de descarga para de la misma obtener el tirante máximo y el tirante mínimo.

!irane "m#

$rea "m%#

&er'mer $rea )adio &er'mer o (cumula Hidráulic * "m3+s# o "m# (cumula da "m%# o "m# do "m#

0 1,-03

/,300

/,300

1,-03

0,32

3,/31

%,1%20

1,300

2,10

3,333

0,%

11,-/1%

%,233

1,/3/%

-,020%

,/1

0,101

%3,02

/,1-

3,

10,-1

10,233

0,-2

/1,/-0

/,333

1,

1%,33/

12,/1

1,%//

-0,/0-

2,/2

%,1-

1/,230

%1,0%/

1,//3

10,/%1

,2000

1,023

1,/3

%-,2%/

1,-3-

123,2111

,-2

1,0-2

1-,22

3/,2/

1,

%1/,%3

-,%1%2

1,0-2

1,33

/1,-%/

%,%3--

%%,%0

-,/3-2

1,0-2

1,-0

/,1

%,/

32-,0%

-,%2

1,0-2

%0,23

2,%/

%,-%1

/3,/%

-,-2

1,0-2

%1,22

/,-/

%,/1

2%,102

0,2 1 1,2 % %,2 3 3,2 / /,2 2 2,2  Donde: n: 0.033 (para ríos gravosos !: 0,0"#



Grupo 3

Entonces con los datos sacados del per$il del rio en base al tirante y al caudal sacamos la curva de descarga, para %allar el tirante máximo y mínimo:

Ecuacin !irane !irane "m# 0,2 1 1,2 % %,2 3 3,2 / /,2 2 2,2 

&oencial Caudal "m3+s# 3,/31 11,-/1% %3,02 /1,/-0 -0,/010,/%1 123,2111 %1/,%3 %%,%0 32-,0% /3,/% 2%,102

Grafca  4"5# 6 0.3 570./ 2 / y (m)

Gra8ca &o9er "Gra8ca#

3 % 1 0 0.0000

%00.0000

/00.0000

Q (m3/s)

Y =0.302 ( x

0.483

)

&ara 'max)*0 m3+s


irante máximo -.3-# m

00.0000

Obras Hidráulicas I &ara 'min0.)00 m3+s

Grupo 3 irante mínimo 0."3 m

?I>TA EN P:ANTA 'min 'd/'u

( 'd '$1 

'u 'min2'd 'u 0.)20."* 'u 0.0* m3+s

CA:C=:O /IDRA=:ICO DE :A COMP=ERTA El caudal de diseo se lo obtiene: ('d '$1  ('d 0#*l+s%a)00%a. 0#*l+s%a)00%a. ('d "*0 l+s. 4alculamos las dimensiones necesarias de la compuerta para 5ue nos pueda captar el caudal de diseo, por lo visto en clase calculamos las dimensiones del mismo adoptando una altura de la compuerta 5ue est6 de acuerdo al tirante mínimo del rio. Entonces asumimos una altura a0.") m y en base a la $ormula de un ori$icio calculamos la base: Qd= Cd×b×h× √ 2 gy

!acamos 4d

Ymin 0.1388 = =1.156 0.120 α

min min60.13 0.13 m a60.1%m %

;



Grupo 3

En base a la relaci7n y entrando a la tabla 4d

H 0.1388 = =1.156 A 0.120

C$7 '.@ CA:C=:O DE: COEICIENTE DE ?E:OCIDAD. Cv =0 . 96 +0 . 0979 Cv =0.96 + 0.0979

Cv =1.045

CA:C=:O DE: y2. y 2 =a∗Cd y 2 =0.12∗ 0.54 y 2 =0.0648


a y 1

0.12 0.1388


Grupo 3

CA:C=:O DE: COEICIENTE DE CONTRACCION C$7 CcCv 4c 4d+4v 4c 0.*-+".0-* 4c 0.*"#

CA:C=:O DE ?2 v 2=

v 2=

Cv∗√ 2 g∗ y 1

√

1+

Cc∗a y 1

1.045∗ √ 2∗9.81∗0.1388

√

1+

0.517∗0.12 0.1388

v 2=1.434 m/ s

CA:C=:ODE :ONIT=D : L=

a Cc

L=

0.12 0.517

L=0.232 m

CA:C=:O DE BA>E Qd= Cd∗a∗ b∗√ 2 g∗Ymin b=

b=

Qd Cd ∗a∗√ 2 g∗9.81

0.15

0.34∗ 0.12∗√ 2∗9.81∗0.1388



Grupo 3

b =1.40 m

CA:C=:O DE CARA> DE ?E:OCIDAD V 1 =Q / A

V 1 =

0.150 0.12∗1.40

V 1 =0.893 m / s

∗0.94 ¿ ¿ ¿2 ¿

0.893

2

v 2 1.434 2 = 2 g 2∗9.81

2

v1 2g

=¿

2

v1 m =0.036 2g s 2

v2 =0.105 m s 2g

8inalmente entonces el diseo de la compuerta 5ueda:

min60.13m a60.1%m %60.0/m

Ing. Jaime Zeneno ;60.%3%m


Grupo 3

1%ora %acemos el cálculo %idráulico de la compuerta para la 6poca de lluvia, cuando se tendrá un caudal máximo, donde el área máxima, el perímetro máximo y el radio %idráulico se saca de la curva de descarga en $unci7n al tirante máximo-.3-# m.

CA:C=:O /IDRA=:ICO DE :A COMP=ERTA CON E: CA=DA: MAFIMO

/,3/3,222 1,3% %,122 0,120 0,%20 0,21 1,/0

ma56/.3/-m a %

;

CA:C=:O DE ?E:OCIDAD EN :A CRECIDA Qmax =Vmax∗ Amax

Vmax =

Qmax Amax

Vmax =

250 39.555

Vmax =6.32 m / s

CA:C=:O /IDRA=:ICO DE :A COMP=ERTA PARA 5!a6


Obras Hidráulicas I Qd= Cd∗a∗b∗√ 2 g∗Ymax a=

0.150

0.51 ∗1.4∗√ 2∗9.81 ∗4.347

a =0.023 m.

CA:C=:O DE Y

2

Y 2=a∗Cc Y 2=0.023∗0.528 Y 2=0.012 m

CA:C=:O DE V 2 V 2=

V 2=

Cv∗√ 2 g∗ y 1

√

1+

Cc∗a y 1

0.965∗√ 2∗9.81∗ 4.34

√

1+

V 2=8.89

0.528 ∗0.023 4.34

m s

CA:C=:O DE :A> CARA> A ?E:OCIDAD


Grupo 3


Grupo 3

2

2

v 1 8.412 = 2 g 2∗9.81 2

v1 =3.60 2g

v 2 8.892 = 2 g 2∗9.81 2

v2 = 4.02 2g

CA:C=:O DE :A :ONIT=D L=

a Cc

L=

0.023 0.528

L=0.045 m.

1sí 5ue para cuando %ay crecidas la altura de la re9a de entrada se reduce a 0,0)3m para captar el caudal de cálculo y proteger el resto de nuestra obra de toma. ;acemos el cálculo para un desarenador, para nuestra obra de toma

DE>ARENADOR enemos: b ".- m ' 0."* m3+s D ".* mm 2El diámetro de la partícula más pe5uea 5ue se desea atrapar es ".* mm.

?E:OCIDAD DE E>C=RRIMIENTO Vd =a √ D Vd =36 √ 1.5 Vd =44

cm s



Grupo 3

Vd =0.44 m / s

ANC/O DE CAMARA < ".=0 m 1>?@1 41A1@1 DE !?!&EB!CB H =

H =

Q Vd∗B 0.15 0.44∗1.6

H =0.213 m

E>4CD1D DE !EDCAEB14CB !e itera de la tabla D(mm 0.0* 0."0 ".00 3.00 *.00

s(cm+s 0."# 0.=F) F.--0 "F.)* )-.F0

s ").3=* cm+s s 0.")- m+s CEA& DE @EEB4CB Donde % es la altura de la cámara de sedimentaci7n y vs la velocidad de sedimentaci7n. ts=

H Vs

ts=

0.213 0.124

ts=1.72 seg



Grupo 3

>BGC?D DE >1 41A1@1 !acamos H de la tabla, en $unci7n de nuestra velocidad de escurrimiento > > >

eloc de escurrimiento m+s 0.)0 0.30 0.*0

k ".)* ".*0 ).00

Hdts ".#*0.--".#) ".-) m

>1 @1B!C4CB DE EB@1D1 Donde ) es el anc%o del desarenador y " el anc%o del canal

¿=

T 2−T 1 2∗tan ( 12 . 5 )

∗ >t 2∗tan ( 12.5 ) 1.60 1.40

>t

0.451 m

1,0m

1,/0m

;60./21m


;camara61./%m

;60./21m


Grupo 3

2.- Proyectar una OBRA DE TOMA TIPO PRE>A DERI?ADORA, para el aproveca!"ento #$r"co $e un cauce %ue t"ene una pen$"ente $e 1,' () cuya *ecc"+n tran*ver*al *e !ue*tra en la "ura a$unta. :a *uper"c"e a rear e* $e 12G /a, $on$e $e acuer$o al 0alance #$r"co *e $eter!"n+ %ue *e t"ene un cau$al "ct"c"o cont"nuo $e 1,'H l3*3/a. El coe"c"ente $e ruo*"$a$ $e0e a*u!"r para el leco $el r"o. El e*tu$"o "$rol+"co no* $"o lo* *"u"ente* valore*4 5!a67 1G' !83* 5!"n7 1' l3* Calcular4

para T71'' a9o* para T7 ' a9o*

-:a o0ra $e to!a con to$o* *u* co!ponente*. -Bocato!a lateral or""c"o y verte$ero, con co!puerta $e control y *"n co!puerta. -De*r"p"a$or o $e*arena$or. -O0ra* $e $e protecc"+n. -Calculo "$r;ul"co y e*tructural. -Real"
Esc 1:100



Grupo 3

CA:C=:O> Empezamos a realizar los cálculos pedidos, primero obteniendo la curva de descarga para de la misma obtener el tirante máximo y el tirante mínimo.

irante (m

Irea (m)

&erímetro &erímetro (m 1cumulad o (m

Irea 1cumulad a (m)

@adio ;idráulic o (m

' (m3+s

),)*00

=,"#F*

=,"#F*

),)*00

0,3=-"

3,-#==

3,-"=#

",F*"3

,"30

*,===#

0,=F=F

"3,-F-

-,*000

),F-F

"",0)*#

"0,"==#

0,F))"

)F,"=*

*,*33

",F*"3

"),F##0

"*,#*00

",)"3#

*-,30-#

=,-"=#

",F*"3

"-,F)3

)),"==#

",--F

#,-)#-

#,0*00

",3#"

"=,300"

)F,)"=#

",#F)-

"30,=-0*

#,-33

",3#"

"#,=#"F

3=,#000

),0#=#

"",0)*F

#,*00

","#

",*0#

--,**00

),3=33

)3F,*)30

,"*00

","#

)0,0)F*

*),#000

),=3""

30-,3="F

,-*00

","#

)",)03

=","*00

),33

3#*,3--

0 0,* " ",* ) ),* 3 3,* -,* * Ing. Jaime Zeneno


Grupo 3

,)*0

",3-#-

)),***#

=F,F#*0

3,"0)3

-*",0-*)

F,)#*0

",3-#-

)3,F03"

#F,)*00

3,3"**

*33,F=)

*,* = Donde: n: 0.033 (para ríos gravosos !: 0.0" Entonces con los datos sacados del per$il del rio en base al tirante y al caudal sacamos la curva de descarga, para %allar el tirante máximo y mínimo:

Ecuacin &oencial 0,2 3,/- 1 13,// 1,2 %,12 % 2/,30/%,2 -,/%-/ 3 130,/02 3,2 11,0%2 / %3,2%30 /,2 30/,31 2 3-2,3// 2,2 /21,0/2%  233,%



Grupo 3

Grafca  2

4"5# 6 0.% 570./

/ y (m)


3 % 1 0 0.0000

%00.0000

/00.0000

00.0000

Q (m3/s)

Y =0.280 ( Q

0.487

)

&ara 'max "0 m3+s

irante máximo 3.*""- m

&ara 'min 0."=0 m3+s

irante mínimo 0.""-# m

Ja %allados el tirante máximo y mínimo para nuestro diseo empezamos a realizar los cálculos pedidos:

1.- DETERMINACION DE :A A:T=RA DE >OCA?ACION

( ) 2

87rmula de >14EJ Donde:

q Ds=1.35 f

1 3

$ = (para piedras y la9as

>a base del rio <: "*.*m se lo saca de la gra$ica para el tirante máximo: 5 'max+< "0+"*.* "".="3 m)+s



Grupo 3

(

11.613 Ds=1.35 6

Entonces

2

)

1 3

Ds=3.810 m

Ds: &ro$undidad de socavaci7n por deba9o de la super$icie de agua durante la máxima crecida. Dsa: &ro$undidad de socavaci7n a9ustada. Dsa HsaDs Dsa ".*3."

ma563.21m
Dsa *.#" m Hsa ".* (tramos rectos curvas moderadas

Del cálculo %idráulico tenemos el tirante máximo. (Jmax3.*"m ds Dsa2Jmax ds *.#"23.*" ds ).) m

(pro$undidad de socavaci7n por deba9o del lec%o del rio

2.- CARA /IDRA=:ICA >OBRE E: AJ=D.

( ) 2

q Yc = g

(

Yc =

1 3

11.613 9.81

)

2 1 3

Yc= 2.40 m



Grupo 3

1.3Yc  H !  1.5 Yc

En base a esto

Ho= 1.35*Yc Ho= 1.35*2.4 Ho= 3.24 m

Sacamos ahora Hd 2

V H!= Hd + 2g

Donde V= velocdad de !l"#o a$ro%mado. 2

Qmax 3.24 = Hd + 2 b∗(1 . 5 + Hd ) ∗2∗9.81 Hd= 2.881 m &terando'

8.- DETERMINACIKN DE: COEICIENTE DE: ?ERTEDOR. 1.5

()"d= 1.5m

Ho= 3.24 m

H!

=

1.5 3.24

= 0.430

+on esta relac,n se ve $"ede obtener el coe!cente +

+= 2.0-0 3

"= +*l* H! 2 3

"= 2.0-0*15.5* 3.24 2 "= 1//.-3 ¿ Qmax



@.- COORDENADA DE: ?ERTEDOR. raba9amos con la $ormula: n

" = # ∗ H$


n− 1

∗ y

(&er$il tipo 4reger


Grupo 3

Donde tenemos las $ormulas y reemplazamos ;d)." c=0.2/3* Hd 

c=0./153 m

Yc=0.12*Hd 

Yc=0.33 m

 5c60.12m >

?c60.3m

1=0.530*2.//1

1=1.526 m

2=0.234*2.//1

2=0.640 m

12=0.2-*2.//1 12=0./53m

1.85

x y = 0.85 2∗ Hd

>6%./2m

;63.-03m

Des$e#ando % x =

√

1.85

2∗ y∗ Hd

0.85

1

ADOPTANDO VARIABLES

S damos valores a 789 obtenemos valores $ara 7%9 Y %

0 0

0.3 1.234

0. 1.6-4

0.2.234

1.20 2.1

(H(: +alc"lamos la lon;t"d $ara la base del a)"d con los valores obtendos:
.-DI>ELO PARA E: DI>IPADOR DE ENERIA 5.1Velocdad del trante al $e del cmaco.


1.50 2.-45

Obras Hidráulicas I V 1 =√ 2∗g∗h

Grupo 3 &h=nvel del a;"a en las m>%mas crecdas a;"as arrba hd= 2./11m'

V 1 =√ 2∗9.81∗( 2.881 ) V 1 =7.52 m/ s

En base a la velocdad al $e del cmaco sacamos la car;a encma del a)"d = V*( 1/0= 6.52*&15.5*Y 1 ' Y 1= 1.544 m

5.2
%& =

V 1 √ g∗ y 1 7.52

√ 9.81∗1.544

%& =1.93

&!l"#o s"$ercrtco'

Sacamos el trante a;"as aba#o y 2 =0.5∗( √ 1 + 8 % 2−1) y 1

Y 2= 3.513 m

+alc"lo de la lon;t"d del resalto

Grupo 3

Aro!"nddad de la c"rva.

A= 1.15 &828n'

8n= trante a;"as deba#o de la c"rva.

A= 1.15 &3.5132.41' A= 1.27 m 



161.22/m

%63.213m

1m

0.1m

;63.-03m

;s6./2m

.-DI>ELO DE :A TOMA :ATERA: COMO ORIICIO. (or= dBVe

(or= Crea neta del or!co

(or= 0.140B0.65

d= +a"dal de dseo

(or= 0.1867 cm2

Ve= Velocdad n;reso 0.5 ¿ Ve  1 ado$tamos &0.65mBs'

+alc"lo de contracc,n de barras. t1= coe!. de ta$onamento 1.3 (;= t1*l*(or

l = coe!. de contracc,n 1.35

(;= 1.3*1.35*0.1/6 (;=0.3266 m2


=

b


Grupo 3

Crea de traba#o En $unci7n del área encontrada %allamos la base y altura constructiva si b)% (;=b*h 0.3266=2h*h h=0.405m

b=0?/1m

+onstr"ctvamente =60./2m

(= 0./0m*0.45m b60.0m

&.-PERDIDA> :OCA:E> 6.1Aerddas $or entrada 2

Qd h e= 2 2∗g∗Cd∗ A!&if

h e=

+d=coe!cente de entrada 0./

0.14∗ 0.14

2∗9.81 ∗0.8∗0.1867

2

he =0 . 036 m

6.2 Arddas en la re#lla.

hr= k*&

v 2g

2

' 2

0.1867

k= 1.450.45 &

0.3277

= 0.869

(hora: hr= 0./-*& Ing. Jaime Zeneno

0.75 2g

2

'

'

0.1867 ( ) 0.3277


Grupo 3

!"= 0.025m

;emos obtenido el área constructiva de la boca toma lateral para 5ue nos capte el caudal de diseo pero para en 6poca de crecida se puede disear una compuerta de control para controlar la entrada de caudal, entonces tenemos: 6.3 Dseo de "na com$"erta de control enemos un área constructiva:

(= 0./0m*0.45m eem$la)ando los valores en la !orm"la: Qd= Cd∗a∗b∗√ 2 g∗Ymax h=

0.140

0.51∗0.80∗√ 2∗9.81∗ 3.5114

h =0.0413 m.

emos entonces 5ue una compuerta de control, puede ser colocada en la toma lateral y 5ue en una riada puede ser usada para reducir la altura de entrada a la obra de toma, en caso de 5ue el vertedero de excedencias estuviera en mantenimiento.

=60./2m [email protected]/1m


b60.0


Grupo 3

G.-DI>ELO DE :A OBRA DE TOMA TIPO ?ERTEDERO Estamos traba9ando con un vertedero de cresta alta y pared delgada. 3 2

Q= # ∗ # ' ∗C ∗ L∗ H

Donde se;Fn las caracter@stcas del vertedero tenemos G"e =0./6 =0?/5

&traba#a s"mer;do'

+=1./0 Q

L=

3

# ∗( ' ∗C ∗ H 2

L=

0.140

0.87∗0.85∗1.80∗0.35

3 2

L=0.508 m

&base neta $ara el vertedero'

1%ora veremos cuál será la base constructiva si se colocan los barrotes y viendo el coe$iciente de obstrucci7n.

( ) s e

¿= L ( 1 + f ) 1 + −s Donde: $: 0."*20.30 coe$iciente de obstrucci7n s: 0.0"F"m espesor de barrotes Ing. Jaime Zeneno


Grupo 3

e: 0."0 m espaciamiento entre barrotes

( )

¿= L ( 1 + f ) 1 + s −s e

(

¿= 0.508 (1 + 0.3 ) 1 +

0.0191 0.1

)−

0.0191

¿= 0.767 m

H.-CA:C=:O ?ERTEDERO DE EFCEDENCIA> enemos una carga encima del azud de ;d)." m !acamos el caudal a evacuar en base al tirante encima del azud B.1.A.E. &/;d

B.1.A.E.K &2(0.0*)20.03=

B.1.A.E. ".*/)."

B.1.A.E.K ".-") m

B.1.A.E. -.3" m



Grupo 3



) H = 4.381 −1.412

Hd6%.1m >

) H = 2.969 m &61.2m

A.(.B.E.

A.(.B.E.@

4on esto sacamos el caudal 5ue ingresa en 6poca de lluvias Q=C ∗ A!&if ∗√ 2∗g∗h Q=0,8∗0.1867 ∗√ 2∗ 9.81∗2.969 3

Q=1.14 m / s

@estamos el caudal de diseo 5ue se tiene 5ue captar y el resto de caudal debe evacuarse. Q*=1.14 −Qd Q*=1.14 −0.14



Grupo 3

3

Q*=1 m / s

!acamos la base del vertedero de excedencias, adoptando una altura de %0.*0 m L=

Q 3

C ∗ H 2

L=

Q1 3

∗0.50

1.80

2

b =1.57 m 10.#$AL$%LO DE L A &%NDA$ION DEL A'%D

10.1+alc"lo de s"$res,n en el $"nto ( al $e del cmaco 4.381 −2.41 3.7603 + 9.845

=

Ya 3.7603

Ya =0.544 m

!acamos el !.&.1. + . , . A .=0.544 + ( 4.381 −2.41 )∗1 t!n / m 3 + . , . A .=2.514 / m 3

10.2 Es$esor de la losa del !ondo del c"enco 4 +,A − y 1∗ -

e= ( 3

-hc

)

4 2.514 −1.5441∗1

e= ( 3

e =0.538 m


2.4

)


Grupo 3

1doptamos " metro para la pro$undidad de $undaci7n del azud

iendo en el gra$ico se aprecia me9or las dimensiones

>

/.31m 1.2m : 161.22/m

:n6%./1m (

: %63.213m

0.2//m 1m 0.12m

0.1m


;63.-03m

;s6./2m

0.1m


Grupo 3

11-CA:C=:O E>TR=CT=RA: 1%ora realizaremos el cálculo estructural para nuestro azud 5ue tenemos:

0.1m 0.123m

%./2m

%.1m 9%

/.31m

91 93 &3

E

&1

1.2//m

(

3.%3m

&%

Ing. Jaime Zeneno 1.22m S1

1m


11.1+alc"lo de car;as vertcales &eso propio , 1 = / h  c ∗ A 1

, 1 =2400∗(2.945 ∗1.5)/ 2 , 1 = 5301 (g / m

, 2 = / h  c ∗ A 2

, 2 =2400∗(1∗3,7603 ) , 2 = 9024.72 (g / m

, 3 = / h  c ∗ A 3

, 3 =2400∗(1.5∗0.8153 ) , 3 = 2935.08 (g / m

4arga de agua sobre el azud

/0 =1000 (g / m 3 1 1= /0∗ A 1

1 1=1000∗(

1 2

( 2.881 + 1.544 )∗2.945 )


Grupo 3


Grupo 3

1 1= 6515.8125 (g / m

1 2= /0∗ A 2

1 2=1000∗( 0.8153∗2.881 ) 1 2= 2348.88 (g / m

1 3 =/0∗ A 3

1 3 =1000∗(0.1∗ 4.381 ) 1 3 =438.1 (g / m

!upresi7n + 1 ' =C ∗/0∗ A

+ 1 ' =

0.5∗1000∗1.55∗( 3.7603 + 0.1 ) 2

+ 1 ' =1495.87 (g / m

+ 2 ' =C ∗/0 ∗ A

+ 2 ' =

0.5∗1000∗3.23∗(3.7603 + 0.1 ) 2

+ 2 ' =6234.38 (g / m

>a reacci7n $inal por supresi7n será la suma de las dos calculadas + 1=+ 1 ' + + 2 '



Grupo 3

+ 1=1495.87 + 6234.38

+ 1=7730.25 (g / m

11.2+alc"lo de car;as hor)ontales 1

2

2= ∗/0∗h 2

1

2= ∗1000∗4.381

2

2

2= 9596.58 (g / m

Cdenti$icadas todas las $uerzas 5ue están actuando sobre la estructura se procede a veri$icar si la estructura resiste las mismas. 10.3Ver!cacon al desl)amento %+D =

∑ ca&gas ve&tica3es∗c!ef f&icci!n >( 1.3−1.5 ) ∑ ca&gas h!&i4!nta3es

∑ ca&gas ve&tica3es=5301 + 9024.72+ 2935.08+ 6515.8125+ 2348.88 +438.1 −7730.25 ∑ ca&gas ve&tica 3es=18832.54 (g/ m

∑ ca&gas h!&i4!nta3es=9596.58 (g / m 4oe$iciente de $ricci7n 0. entre concreto y roca


Obras Hidráulicas I %+D =

18832.54 9596.58

Grupo 3

∗0.8

%+D =1.57 > 1.3 !( c*m53e

10.4Ver!cacon al v"elco %+V =

∑ m!ment!s estabi3i4antes >( 1.3− 1.5) ∑ m!ment!s v!3cad!&es

!acamos la sumatoria de los momentos estabilizantes respecto al punto 1

∑ m!ment!s estabi3i4antes =438.1 ( 3.8103 ) +2348.88 ( 3.3526 ) +1000 (1.9687325 −1.9633 ) +1000 ( 6.695578 )

∑ m!ment!s estabi3i4antes=57771.6 (g∗m ∑ m!ment!s v!3cad!&es = 2 ( 1.7936 ) ++ 1 ' ( 2,5735 ) + + 2 ' (1.93015 )

∑ m!ment!s v!3cad!&es=9596.58 ( 1.79369+ 1495.8782.5735) +6234.38 (1.93015 ) ∑ m!ment!s v!3cad!&es =33095.34 (g∗m 8inalmente: %+V =

%+V =

∑ m!ment!s estabi3i4antes >( 1.3− 1.5) ∑ m!ment!s v!3cad!&es 57771.6 33095.34

>( 1.3− 1.5)

%+V =1,74 > ( 1.3 −1.5 ) !( c*m53e

DE>ARENADOR Ing. Jaime Zeneno


enemos, la base a partir de la re9illa de : b 0.0 m ' 0."- m3+s D ".* mm 2El diámetro de la partícula más pe5uea 5ue se desea atrapar es ".* mm.


cm s

Vd =0.44 m / s

ANC/O DE CAMARA < ".00 m

A:T=RA CAMARA DE >=>PEN>ION H =

H =

Q Vd∗B 0.14 0.44∗1.0

H =0.32 m

?E:OCIDAD DE >EDIMENTACION !e itera de la tabla para un diámetro de ".* mm D(mm 0.0* 0."0 ".00 3.00

s(cm+s 0."# 0.=F) F.--0 "F.)*


Grupo 3


*.00

Grupo 3

)-.F0

s ").3=* cm+s s 0.")- m+s

TIEMPO DE RETENCION Donde % es la altura de la cámara de sedimentaci7n y vs la velocidad de sedimentaci7n. ts=

H Vs

ts=

0.32 0.124

ts=2.58 seg

:ONIT=D DE :A CAMARA !acamos H de la tabla, en $unci7n de nuestra velocidad de escurrimiento > > >

eloc de escurrimiento m+s 0.)0 0.30 0.*0

k ".)* ".*0 ).00

Hdts ".#*0.--).* ).")* m

:A TRAN>ICION DE ENTRADA Donde ) es el anc%o del desarenador y " el anc%o del canal

¿=

T 2−T 1 2∗tan ( 12 . 5 )

∗ >t 2∗tan ( 12.5 ) 1.0 0.80

>t

0.451 m



Grupo 3

Gra$icamos el desarenador con los resultados obtenidos

1,0m

0.0m

;60./21m

;camara6%.1%2 m

;60./21m

DIMEN>IONAMIENTO INA: PERI: TRAN>?ER>A: DE: RIO

(ud


12.2 m

1.2 m


Grupo 3

?I>TA EN P:ANTA DE: RIO

Obra de oma

(

(

12.2 m

(ud deriDador

1 m

CORTE A-A : 0.12m

> 0./2m

0.0m

/.31m

1.2m : 161.22/m

: %63.213m

1m

Ing. Jaime Zeneno &ro4undidad de socaDacion %.% m

0.12m


Grupo 3

DETA::AMIENTO DE REA>

A aud e60.10m =60./2m

b60.0m

3+/@@

?ERTEDERO DE EFCEDENCIA>

=60.2m A.(.B.E.

b61.2-m

RE:ACION DE PERI: Ing. Jaime Zeneno


Grupo 3

Eeredero de e5cedencias

)eFa de enrada

0.02m &erdida de carga

1.2 m =61./12m

8.- Proyectar una OBRA DE TOMA TIPO TIRO:E>A, para el aproveca!"ento #$r"co $e un cauce %ue t"ene una pen$"ente $e &.G () cuya *ecc"+n tran*ver*al *e !ue*tra en la "ura a$unta. :a *uper"c"e a rear e* $e 12G /a, $on$e $e acuer$o al 0alance #$r"co *e $eter!"n+ %ue *e t"ene un cau$al "ct"c"o cont"nuo $e 1,'H l3*3/a. El coe"c"ente $e ruo*"$a$ $e0e a*u!"r para el leco $el r"o. El e*tu$"o "$rol+"co no* $"o lo* *"u"ente* valore*4 5!a67 2' !83* 5!"n7 1' l3* Calcular4 Ing. Jaime Zeneno

para T7' a9o* para T7 2' a9o*


Grupo 3

-:a o0ra $e to!a t"po t"role*a con to$o* *u* co!ponente*. -Canal $e captac"on -De*r"p"a$or o $e*arena$or. -O0ra* $e $e protecc"+n. -Calculo "$r;ul"co y e*tructural. -Real"
ESC 1:100

CA:C=:O>

!irane "m#

(rea "m%#

&erimero (rea )adio &erimero (cumado (cumulad Hidraulico "m# "m# a "m%# "m#

* "m3+s#

0 0,/23

%,0

%,0

0,/23

0,%13

1,/102

1,3-20

%,0

/,1--

1,333

0,/3

,2

0,2 1 Ing. Jaime Zeneno


Grupo 3

%,%1-

%,0

,%2

/,1%20

0,2-

%,/00

3,31%2

%,//3

,-33

-,/3-2

0,21

2,2213

/,31%2

%,023/

10,--%

11,-200

1,03

102,%-/-

2,0%2

1,02

1%,32-

1,1%2

1,323

1-/,3/3

2,-2

1,02

1/,00/%

%%,2000

1,0-

%1,%123

,1-20

1,%/2

12,%/

%,-20

1,0/

3,-112

,/3

1,132

1,/133

32,1

%,1/%-

//,-

,-13

1,132

1-,2-

/1,201

%,3-

3/,02-3

-,0

1,132

1,-/03

/,01

%,12-

--,2/

-,323

1,132

1,03

2,3-2%

%,3%/

22,111

1,2 % %,2 3 3,2 / /,2 2 2,2  Donde: n: 0.033 (para ríos gravosos !: 0.0# Entonces con los datos sacados del per$il del rio en base al tirante y al caudal sacamos la curva de descarga, para %allar el tirante máximo y mínimo:

Ecuacion &oencial 0,2 1,/102 1 ,2 1,2 %,/00 % 2,2213 %,2 102,%-/3 1-/,3/3 3,2 %1,%123 / 3,-112 /,2 //,2 3/,02-3 2,2 --,2/ Ing. Jaime Zeneno

Obras Hidráulicas I 

Grupo 3

22,111

Grafca  2 4"5# 6 0./3 570.3 / y (m) 3 % 1 0 0.0000 200.0000


1000.0000

Q (m3/s)

Y =0.434 ( Q

0.377

)

&ara 'max )*0 m3+s

irante máximo 3.-#F* m

&ara 'min 0."*0 m3+s

irante mínimo 0.)")3 m

CA:C=:O DE :A REI::A # =

( 1− f )∗ s ( s + t )

C =C!−0.325 ∗i A = arctan ( i )

b=

0.313 ∗Qd 3

3

( C ∗ # ) ∗ L 2 2


1200.0000


Grupo 3

4o  0.= para e+s L 4o 0.* para e+s M Datos obtenidos 'd 0.") m3+s caudal de diseo !r 0.0# pendiente del rio n 0.033 rugosidad del rio Datos asumidos ir 0.) inclinacion de la re9illa $ 0.3 coe$iciente de obstruccion s 0.0*m espaciamiento entre barras t 0.0)*-m anc%o de barra " $t e 0.03"m altura de las barras " N $t

omando en cuenta 5ue el largo comercial es de = metros tenemos 5ue elegir un numero adecuado de barras calculando el > de cada una. !i la inclinaci7n vertical es de )0O y * cm de empotramiento en cada lado las tabulamos de la manera siguiente para elegir el anc%o conveniente.En la siguiente tabla de pletinas se puede escoger b y > B  F "0 "" ") "-

> 0,#* 0,==# 0,= 0,*-* 0,* 0,-)F


>% 0,#3* 0,=*0,* 0,*3* 0,-F 0,-)

> e$ectivo 0,=3* 0,**0,- 0,-3* 0,3F 0,3)

>K3+) 0,*0# 0,-") 0,3-" 0,)# 0,)-0,""

b 0,"# ",000* ",)"3 ",--",=F ),)-


1si %emos escogido los valores del: b).3 >0.3) 4arga de entrada H!=

Qd 2.55∗C ∗ # ∗b∗ L

H!=0.316648398491

eri$icaci7n de la resistencia de las barras 1

v!3*men = 6 D

3

6

olumen 0.0=*-* &eso 0.0F"#-##0-)) t ,∗( L + 0.1 ) 7max = 4∗nba&&as

Amax -*-.0*3 Pgcm

QnecAmax+! Qnec 0.3#- cm3 8 =

9 Ycg

Qplet-.)0F cm3 L 0.3#- cm3 Ing. Jaime Zeneno

Grupo 3


CA:C=:O DE A:ERIA ' 0.") m3+s b).3 >0.3) Ing. Jaime Zeneno

Grupo 3


4audal en un punto 'x ('+bx 'x 0.0*)"#x Vf =3 √ g∗ s

$ )." m+s se asume )m+s Vx =

Vf − V! + V! b

Vx =0.435 x+ 1

D=

Q L∗Vf

D 0."m % =

v √ g∗ y

8 ".-#3 L " supercritico no %ay resalto a la salida. !e tabula asumiendo: n 0.033 > 0.3) m 2

v : = 2 C ∗ ; 1

C = ∗ ; n

1 /6

Hf =: ∗) x


Grupo 3


Grupo 3

abla para %allar las cotas

0.0. 0.2 0./ 0.3 0.% 0.1 0 0


0.2

1

1.2

%

%.2


Grupo 3

41>4?> E!@?4?@1> A1 C@>E!1

Determinaci7n de la altura de socavaci7n Qmax b

¿2 1/ 3 Ds=1.35∗(¿¿ f ) Ds -.)*)) m dsa Dsa2 ymax dsa0.##)# m

ma563./m



Grupo 3

4arga %idráulica sobre el azud yc 3.FF3F m segRn investigaciones ".3ycM;oM".* ;o".-yo ;o *.*F"- m

4arga %idráulica 5.5914

= Hd +

31.855 2

(0.5 + Hd )

;d 3.0"# m 4oordenada del vertedero

&esos especí$icos Ing. Jaime Zeneno


ierra ).)t+m3 ;ormig7n ).-3t+m3 1gua "t+m3

Pe*o* por volu!en7 a ;ormig7n &" 0.)).-3 3. &) -.=0.*).-3 .-*= &3 (()3.-+)).-3 .-*= &- 0.3)".-).-3 ".0F &* 0.*0.=).-3 0.#)F 1> "F.#*" 

0 T"erra 0.))).) 0. 

c Aua 1" 0.)*.3 ".0= 1)3.3".") 3.#0 13 0.=# 3.3 ).*# 1-0.*0.=# 0.-31> .0*"  1> DE 41@G1!  ).=) 

$ Aua* arr"0a Ing. Jaime Zeneno

Grupo 3


Grupo 3

E "*.)+)  "=.) 

e Aua* a0ao E ").*)+) 3.")*

 >upre*"+n !p((*./)+)-.=0.* #.F C =

CV ∗Cf&ici!n Ch

4"F.*)0.+"3.=F* "."- L "." !eguridad contra el volcamiento SA(2 Empu9e del agua

"=.)*.+3 3).*) .m () -.)+)0.* "".*) .m 0.*3.-.-.)+30.* "-.*F .m otal *.=3 .m

SA(/ ;ormigon

3.)F-." "*.F* .m *.*F).- "3.-"= .m .-="."= F."- .m ".0F-." -.-=F .m 0.#30.3) 0.)3# .m

ierra

0.0.- 3.*) .m

1gua

".0=-." -.3-= .m 3.#-." "*."# .m 3.)F)+3-. "0.*) .m otal ##." .m



Grupo 3

!eguridad SA(/+SA(2 L ".3 ".3)# L ".3 Es seguro 4anal de captaci7n < 0.33m )m+s 'v.1 'v.b.y

J0."#* m

DE>ARENADOR enemos: b 0.33 m ' 0.") m3+s D ".#* cm 2El diámetro de la partícula más pe5uea 5ue se desea atrapar es ".* mm.


cm s

Vd =0.44 m / s

ANC/O DE CAMARA < 0.=0 m 1>?@1 41A1@1 DE !?!&EB!CB


Obras Hidráulicas I H =

H =

Grupo 3

Q Vd∗B 0.12 0.44∗0.6

H =0.455 m

E>4CD1D DE !EDCAEB14CB !e itera de la tabla D(mm 0.0* 0."0 ".00 3.00 *.00

s(cm+s 0."# 0.=F) F.--0 "F.)* )-.F0

&ara una particula de ".* mm de diámetro vs es 0.=*" cm+s s ").3=* cm+s s 0.")3=* m+s

TIEMPO DE RETENCION Donde % es la altura de la cámara de sedimentaci7n y vs la velocidad de sedimentaci7n. ts=

H Vs

ts=

0.340 .455 0.12365

ts=3.67 seg

:ONIT=D DE :A CAMARA !acamos H de la tabla, en $unci7n de nuestra velocidad de escurrimiento >

eloc de escurrimiento m+s 0.)0 0.30 Ing. Jaime0.*0 Zeneno

k ".)* ".*0 ).00

Hdts


Grupo 3

> ".#*0.--3.=# > 3.0)# m

:A TRAN>ICION DE ENTRADA Donde ) es el anc%o del desarenador y " el anc%o del canal

¿=

T 2−T 1 2∗tan ( 12 . 5 )

−0.33 >t 2∗tan ( 12.5 ) 0.60

>t

0.61 m

DIMEN>IONAMIENTO INA: &er$il de rio Esc ":"00

0.2m %.3m 1m

?I>TA EN P:ANTA DE: M=RO DE CONTENCION Ing. Jaime Zeneno


Grupo 3

A

A 3.3m MURO DE CONTENCION

0.5 m

?I>TA PERI: 3.3 m

2.8 m

0.5 m

Corte A-A

1.5 m

11.3

1.5m 2.5m

1.!m

2m

0.5m 0.2m

1m 0.5m

!m !.8m


0.5m


Grupo 3

DETA::E DE :A REI::A 2.3m #$%&'as % 1* c/5cm

0.15m 0.2"m 0.!!m 0.5"m

DETA::E DE :A BARRA P:ETINA >ongitud total de la barra =mts. 4ada pletina 0.-3m (%ay 5ue cortar

0.031+5m 0.!3m

0.025!m


OBRAS DE TOMA superficialesdocx

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