calculo de fuerzas

8/17/2019 Calculo de Fuerzas

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DISEÑO DE LA ESTRUCTURA

Todas las partes dela compuerta se diseñaran por separado, tomando en cuenta las fuerzas

relacionadas entre sí para cada elemento a diseñar. La compuerta está conformada por varias partes

que a su vez se ensamblan por medios de procesos de soldadura y uniones empernadas

ANALISIS DE LA FUERZAS

Para el análisis de la fuerza hidrostática se asumirá que el rio esta crecido por lo tanto el nivel del

rio se encuentra a la misma altura que la compuerta. La presión debido al aua se encuentra en el

lado izquierdo de la compuerta como se muestra en la fiura.

Se procede a calcular la carga hidrostática horizontal con la ecuacin

Perx=γ h́ A

A= (10×5 )=50m2

γ =gρ

g=9.8m2

Perx=9.81∗1000∗(52 )∗10∗5=1.226 MN

Perx=1.226 M N


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Fuerza Vertical

Se halla la !uerza "ertical restando la !uerza del agua producida por el e#pu$e

para la !uerza %ue de la #asa de agua %ue cae so&re la co#puerta.

∅=tan−1( 2.52.5√ 3 )=30 °

x=√ 52−2.52

x=2.5√ 3


3/6

'rea (

A pc= π 12

×52−2.5

×(2.5

×√ 3

)2

A pc=1.1323m

A1=2.5× (5×2.5√ 3)−1.1323

A1=1.6746−1.1323

A1=0.5423m2

'rea )

A2=2.5 (5−2.5√ 3 )+1.1323


4/6

A2=2.807m2

F v= F v2− F v 1

F v=(m2−m1)× g

F v=( ρ H 2OV 2− ρ H 2OV 1)×g

F v=(V 2−V 1)× ρ H 2O × g

F v=( A2− A1)×e×ρ H 2O×g

F v=(2.807−0.5423)×10×1000×9.81

F v=222.16 KN

*alla#os la altura del centro de presin dado por+

hcp= I

hA

I = 1

12l h

3

hcp=

1

12h

2

hc=

1

1252

2.5

hcp=0.8333m


5/6

F =√ F v2+ F h

2

F =√ 222.162+12262

F =1245 KN

α =tan−1(222.161226 )

α =10.3 °

tan (α )=0.8333

a

a=4.59m

b=a−25√ 3

b=0.26m

Calculo del #o#ento

El #o#ento se lo calcula con la #ultiplicacin "ectorial entre la ,uerza - el

"ector de la distancia con respecto al punto O.


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M =⃗r ×F

⃗r=0.26 î+1.667 ̂j

⃗F =−1226 î+222.16 ̂j

M =0.26 (222.16 )−1.667 (−1226 )

M =2101.5 KN

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