2. memoria de cálculo camara rompe presion

MEJORAMIENTO DE LA REPRESA DE LA LAGUNA YANACOCHA DEL DISTRITO DE OCROS, PROVINCIA

DE OCROS - ANCASH - Diseos Estructurales

Diseo Estructural de la Camara de Rompe Presin.

CAMARA ROMPE PRESION

MEMORIA DE CLCULO DE ESTRUCTURAS

Este documento forma parte integral del proyecto estructural para la obra: MEJORAMIENTO DE LA

REPRESA DE LA LAGUNA YANACOCHA DEL DISTRITO DE OCROS, PROVINCIA DE OCROS - ANCASH.

El diseo estructural de la obra se orienta a proporcionar adecuada estabilidad, resistencia, rigidez y

ductilidad frente a solicitaciones provenientes de cargas muertas, vivas, asentamientos diferenciales,

presiones de agua, presiones de tierra y eventos ssmicos.

El diseo ssmico obedece a los Principios de la Norma E.030 DISEO

SISMORRESISTENTE del Reglamento Nacional de Edificaciones conforme a los cuales:

La estructura no debera colapsar, ni causar daos graves a las personas debido a movimientos

ssmicos severos que puedan ocurrir en el sitio.

La estructura debera soportar movimientos ssmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante

su vida de servicio, experimentando posibles daos dentro de lmites aceptables.

Estos principios guardan estrecha relacin con la Filosofa de Diseo Sismorresistente de la Norma:

Evitar prdidas de vidas

Asegurar la continuidad de los servicios bsicos

Minimizar los daos a la propiedad

1. DIAFRAGMA RGIDO

La cimentacin consiste en cimentacin corrida y armada, para muros de concreto armado. La

cimentacin se constituye as en el primer diafragma rgido en la base de la construccin, con la rigidez

necesaria para controlar asentamientos diferenciales.

Los techos estn formados por losas solidas que adems de soportar cargas verticales y

transmitirlas a vigas, muros y columnas, cumplen la funcin de formar un Diafragma Rgido Continuo

integrando a los elementos verticales y compatibilizando sus desplazamientos laterales.




Se ha buscado cumplir con las recomendaciones constructivas sobre el vaciado del concreto y

asegurar un buen agarre entre el refuerzo y el concreto, el espesor mnimo de las paredes de concreto

debe ser 1 pulg. por pie de altura (5 como mnimo) para paredes hasta 8 pies de alto. Para paredes que

exceden los 8 pies de altura, el espesor mnimo de concreto debe ser de 8ms por cada pie de altura

mayor a 8 pies.

El Sistema Estructural Predominante en la direccin X corresponde a PLACAS DE CONCRETO ARMADO;

y en la direccin Y corresponde a PLACAS DE CONCRETO ARMADO, por lo que las normas que rigen

sus diseos son la E.060 Concreto Armado.

Todo el concreto de las estructuras es de 280 kg/cm2.

La configuracin busca satisfacer los siguientes requisitos:

- Planta simple simetra en distribucin de masas y disposicin de placas .

- Proporciones entre dimensiones mayor y menor en planta menores a 4; lo mismo en altura.

- Regularidad en planta y elevacin sin cambios bruscos de rigidez, masa o discontinuidades

en la transmisin de las fuerzas de gravedad y horizontales a travs de los elementos verticales

hacia la cimentacin.

- Rigidez similar en las dos direcciones principales de la edificacin.

- Cercos y tabiques aislados de la estructura principal.

Evaluacin de la configuracin:

- Irregularidad de Rigidez Piso Blando. No presenta.

- Irregularidad de Masa. No presenta. Irregularidad

- Geomtrica Vertical. No presenta. Discontinuidad en el Sistema Resistente. No presenta

Irregularidad

- Torsional. No presenta.

- Esquinas Entrantes. No presenta.

- Discontinuidad del Diafragma. No presenta.

La estructura clasifica como REGULAR.




2. ANLISIS Y DISEO ESTRUCTURAL

Se emple el programa de anlisis estructural SAP v14 que emplea el mtodo matricial de rigidez y

de elementos finitos.

Se model la geometra de la estructura y las cargas actuantes.

2.1 CARGAS

A continuacin se detallan las cargas consideradas en el anlisis por gravedad:

Agua 1000 kg/m3

Concreto 2500 kg/m 3

Fuerza chorro agua 18.53 t

Las caractersticas de los materiales consideradas en el anlisis y diseo estructural fueron:

Concreto fc = 280 kg/cm2 Ec = 2 173 000 T/m2

Acero: fy= 4200 kg/cm2 con elongacin mnima del 9%. No se permite traslapar refuerzo

vertical en zonas confinadas en extremos de soleras y columnas.

2.2 MODELO ESTRUCTURAL

El modelo empleado para placas es de tipo Shell (objetos tipo rea) que incluyen el efecto de

membrana y de flexin.

Las cargas se modelaron como uniformemente distribuidas rectangulares o triangulares.




3. MASAS PARA EL ANLISIS DINMICO ESTATICO Y MODAL

Las masas provenientes de las losas, piso terminado, y de la sobrecarga se concentran a nivel del

centro de masas de cada losa; y las masas provenientes del peso propio de las placas se consideran

distribuidas en toda su longitud. Luego el programa lleva la masa de los elementos estructurales hacia

los nudos extremos.

En el clculo de la masa de la estructura se consider el 50% de la carga viva (Art. 16.3 NTE

E.030)

4. ANLISIS SSMICO

ANLISIS ESTATICO

Se realiz un Anlisis Ssmico Esttico.

Los parmetros empleados para el clculo fueron:

Factor de Zona Z = 0.4 (Zona 3)

Factor de Uso U= 1.5 (Categora A - Edificaciones esenciales) Factor de

Suelo S = 1.2 (Segn E.M.S.) Periodo que define la Plataforma

del Espectro Tp = 0.6 (Segn E.M.S.)

Factor de Reduccin

de Fuerza Ssmica Rx = 6 ; Ry = 6

Factor C Cx = 2.50; Cy = 2.50

De esta forma el factor ZUSgC/Rx =0.30

ZUSgC/Ry =0.30

Case Dir BotStory Coef WeightUsed BaseShear

SISMOY Y + EccX BASE 0.3 143.30 43

SISMOX X + EccY BASE 0.3 143.30 43




VERIFICACION DE DESPLAZAMIENTOS PERMISIBLES SEGN LA NORMA E030 DEL RNE

Nivel Altura Desplaz. Elastico

Desplaz.

Inelastico

Desplaz.

Entrepiso Distorsion Entrepiso X

Ux uix x Drift x

m m m m

1 4.50 0.000094 0.0004 0.0004 0.00009415

Nivel Altura Desplaz. Elastico

Desplaz.

Inelastico

Desplaz.

Entrepiso Distorsion Entrepiso Y

Uy uiy y Drift y

m m m m

1 4.50 0.000200 0.0009 0.0009 0.00020000

5. COMBINACIONES Y RESULTADOS DE ANLISIS ESTRUCTURAL

El diseo por resistencia ltima empleado para los elementos de concreto, se realiza con los esfuerzos

resultantes del anlisis estructural para las combinaciones exigidas por la Norma E060.

C1 1.5 D + 1.8 L

C2 1.25 D + 1.25 L + 1.0 SX

C3 0.9 D + 1.0 SX

C4 1.25 D + 1.25 L + 1.0 SY

C5 0.9 D + 1.0 SY

6. DISEO ESTRUCTURAL

Para el diseo de la losa solidad de techo y las placas de concreto armado el programa SAP sigue

los lineamientos del ACI-99 cuyas frmulas y factores de cargas son equivalentes a los de nuestra norma

E060.

Para el trazo de los planos se verifica que las cuantas de diseo sean mayores a la mnima y

menores a la mxima estipuladas en la Norma E060.




DISEO DE P LA CAS

7.1 Verificacin por flexo - compresin

P = 13.56 t

M = 36.68 txm

Pu = 16.95 t

Mu = 45.85 txm

L= 5.30m

t= 0.30m

De tablas

pt = 0.0025

p = 0.0025

Luego

As = 26.25 cm2

Para un espesor de 30cm:

As = 0.0025(100)30 = 7.50 cm2 --> 5/[email protected]

En el caso que el agua inunde la cmara rompe presin y llegue al 90% de la altura:

Ea = 0.5*1*4.10*4.10 = 8.40 t

M = 8.40*4.10/3 = 11.50 txm

Para un espesor de 65cm:

As = 9.81 cm2 --> 5/[email protected]

As min vertical = 0.0012(100)65 = 7.80 cm2

As min horizontal = 0.0025(100)65 = 13.00 cm2




7.2 DISEO DE PAN T AL LA R OMP E PR ES I ON

Verificacin por flexo compresin

Fuerza del chorro de agua F = 18.53 t

M = 20.00 txm

Para un espesor de 30 cm

As = 39.00 cm2 --> 143/4

As min vertical = 0.0012(100)30 = 3.60 cm2

As min horizontal = 0.0020(100)30 = 6.00 cm2

CORTE

V = 9.30 t

Del SAP

v = 1.53 kg/cm2

vc = 1.10x0.29xraiz210 = 5.34 kg/cm2




7. BIBLIOGRAFA

8.1. Norma Tcnica de Edificacin E.020 Cargas. SENCICO. 2013.

8.2. Norma Tcnica de Edificacin E.030 Diseo Sismorresistente. SENCICO. 2013.

8.3. Norma Tcnica de Edificacin E.050 Suelos y Cimentaciones. SENCICO. 2013.

8.4. Norma Tcnica de Edificacin E.060 Concreto Armado. SENCICO. 2013.

8.5. Norma Tcnica de Edificacin E.070 Albailera. SENCICO. 2013.

8.6. Informe Tcnico. Estudio de Suelos con fines de Cimentacin.

2. memoria de cálculo camara rompe presion

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