canales de concreto

7/23/2019 Canales de Concreto

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TRAADO DE MINAMATA

UNIVERSIDAD ANDINA

DEL CUSCO

ESCUELA PROFESIONAL DEINGENIERIA CIVIL

CANALES DE CONCRETO

Docente: ING. JAVIER OSCAR HURTADO OCHOA

Munares Chamorro, LuisAndre

Len Cuba Jos Enrique

Integrantes:

Navarrete Arizbal Renzo

Necochea Eluera Aeli


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DISEO DE CANALES:

En un proyecto de riego, la parte correspondiente a su concepcin,definido por su planteamiento hidrulico, tiene principal importancia,debido a que es all donde se determinan las estrategias defuncionamiento del sistema de riego (captacin, conduccin canalabierto o a presin -, regulacin), por lo tanto, para desarrollar el

planteamiento hidrulico del proyecto se tiene que implementar losdiseos de la infraestructura identificada en la etapa de campocanales, obras de arte


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FUNCION DE LOS CANALES!os canales de riego por sus diferentes funciones adoptan lassiguientes denominaciones" Canal de primer orden.- !lamado tambi#n canal madre o de

deri$acin y se le tra%a siempre con pendiente mnima,normalmente es usado por un solo lado

Canal de segundo orden.- !lamados tambi#n laterales, sonaquellos que salen del canal madre y el caudal que ingresa a ellos,es repartido hacia los sub laterales, el rea de riego que sir$e unlateral se conoce como unidad de riego&

Canal de tercer orden.- !lamados tambi#n sub laterales y nacende los canales laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido

hacia las propiedades indi$iduales a tra$#s de las tomas del solar, elrea de riego que sir$e un sub lateral se conoce como unidad derotacin&


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ELEMENTOS BASICOS EN ELDISEO DE CANALES

'e consideran elementos topogrficos, geolgicos,geot#cnicos, hidrolgicos, hidrulicos, ambientales, agrolgicos,entre otros&


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TRAZO DE CANALES uando se trata de tra%ar un canal o un sistema de canales es

necesario recolectar la siguiente informacin bsica"

*otografas a#reas, imgenes satelitales, para locali%ar los poblados,caseros, reas de culti$o, $as de comunicacin, etc&

+lanos topogrficos y catastrales&

Estudios geolgicos, salinidad, suelos y dems informacin quepueda conugarse en el tra%o de canales


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En el caso de no eistir informacin topogrfica bsica se procedea le$antar el relie$e del canal, procediendo con los siguientes

pasos" a& .econocimiento del terreno

b& /ra%o preliminar&

c& /ra%o definiti$o "

/errenos con pendiente trans$ersal mayor a 012, se recomiendaescala de 3"144&

/errenos con pendiente trans$ersal menor a 012, se recomiendaescalas de 3"3444 a 3"0444&


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RADIOS MNIMOS EN CANALESapacidad del canal .adio mnimo

5asta 34 m67s 6 8 ancho de la base

9e 34 a 3: m67s : 8 ancho de la base

9e 3: a 3; m67s 1 8 ancho de la base

9e 3; a 04 m67s < 8 ancho de la base

9e 04 m67s a mayor ; 8 ancho de la base

!os radios mnimos deben ser redondeados hasta el primo metro superior


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RADIO MNIMO EN CANALESABIERTOS PARA Q < 20 M3/S

Capacidad del canal Radio mnimo

20 m3/s 100 m

15 m3/s 80 m

10 m3/s 60 m

5 m3/s 20 m

1 m3/s 10 m

0,5 m3/s 5 m


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RADIO MNIMO EN CANALESABIERTOS EN FUNCIN ALESPEJO DE AGUA


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RASANTE DE UN CANAL

=na $e% definido el tra%o del canal, se proceden a dibuar el perfillongitudinal de dicho tra%o, las escalas ms usuales son de 3"3444 3"0444 para el sentido hori%ontal y 3"344 3"044 para el sentido$ertical, normalmente la relacin entre la escala hori%ontal y$ertical es de 3 a 34& El procesamiento de la informacin y dibuo

se puede efectuar empleando el soft>are ?=/@?9 ABA! 69(?=/@?9 clsico, ?=/@?9 !?C9, ?=/@?9 D?+ o?=/@?9 ABA!)&


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SECCIN HIDRULICA PTIMA

'e dice que un canal es de mima eficiencia hidrulica cuando para lamisma rea y pendiente conduce el mayor caudal posible, #sta condicinest referida a un permetro hmedo mnimo, la ecuacin que determina laseccin de mima eficiencia hidrulica es"

9onde"

F G El ngulo que forma el talud con la hori%ontal, arctan (37%),

b G +lantilla del canaly G /irante o altura de agua&


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DETERMINACIN MNIMAINFILTRACIN

'e aplica cuando se quiere obtener la menor p#rdida posible deagua por infiltracin en canales de tierra, esta condicin depende deltipo de suelo y del tirante del canal, la ecuacin que determina lamnima infiltracin es"

9e todas las secciones trape%oidales, la ms eficiente es aquelladonde el ngulo a que forma el talud con la hori%ontal es


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DETERMINACIN MNIMAINFILTRACIN:

R = Radio hidrulicoy = Tirante del canal

Talud Angulo Mxima

Eficiencia

Mnima

Infiltracin

Promedio

Vertical 9000 2.0000 4.0000 3.0000

1 / 4 : 1 7558 1.5616 3.1231 2.3423

1 / 2 : 1 6326 1.2361 2.4721 1.8541

4 / 7 : 1 6015 1.1606 2.3213 1.7410

3 / 4 : 1 5308 1.0000 2.0000 1.50001:1 4500 0.8284 1.6569 1.2426

1 : 1 3840 0.7016 1.4031 1.0523

1 : 1 3341 0.6056 1.2111 0.9083

2 : 1 2634 0.4721 0.9443 0.7082

3 : 1 1826 0.3246 0.6491 0.4868


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DISEO DE SECCIONESHIDRULICAS

'e debe tener en cuenta ciertos factores, tales como" tipo dematerial del cuerpo del canal, coeficiente de rugosidad, $elocidadmima y mnima permitida, pendiente del canal, taludes, etc& !aecuacin ms utili%ada es la de Danning o 'tricIler, y suepresin es"

9onde"

J G audal (m67s)

n G .ugosidad ? G Krea (m0 )

. G .adio hidrulico

' G Krea de la seccin hmeda 7 +ermetro hmedo


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DISEO DE SECCIONESHIDRULICAS a) .ugosidad&- Esta depende del cauce y el talud, dado a las

paredes laterales del mismo, $egetacin, irregularidad y tra%ado delcanal, radio hidrulico y obstrucciones en el canal&


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SCC!"#S $R%#S&RS%'S (%S )RC*#$S


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DISEO DE SECCIONES HIDRULICAS

+ $alud apropiado segn el tipo de material

9epende especialmente de la clase de terreno&

!a=&'& L=.E?= @* .E!?D?/A@C recomiendaun talud nico de 3,1"3 para sus canales&


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c &elocidades mima mnima permisi+le

&elocidad mnima !a $elocidad mnima permisible es aquella

$elocidad que no permite sedimentacin&

!a baa $elocidad fa$orece el crecimiento de lasplantas, en canales de tierra&

!a $elocidad que no permite sedimentacin eimpide el crecimiento de las plantas en el canal es4&M m7seg&


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9iferentes tipos de canales segn su rugosidad


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&elocidad mima

+ara re$estimiento de canales de concreto noarmado, las $elocidades no deben eceder de 0&1 6&4 m7seg


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d) Lorde libre"

Es el espacio entre la cota de la corona y la

superficie del agua, no eiste ninguna&

!as fluctuaciones de la superficie del agua en uncanal, se puede originar por causas incontrolables&


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Borde _ libre =CY

9onde"

Lorde libre" en pies (segn /abla)

G 3&1 para caudales menores a 04 piesN7seg&,

G hasta 0&1 para caudales del orden de los 6444

piesN7seg&

O G /irante del canal en pies


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Lorde libre


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CRITERIOS DE ESPESOR DEREVESTIMIENTO

Co eiste una regla general&

Espesores de re$estimiento de concreto, se puedeusar"

1-;&; cm, canales pequeos y medianos&

3-31 cm, medianos y grandes

(9iseos sin estructura)


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TIPOS DE FLUJO EN CANALES

?&- fluo permanente3) fluo uniforme0) fluo $ariado

a) fluo gradualmente $ariado

b) fluo rpidamente $ariado

L&- fluo no permanente3) fluo uniforme no permanente PraroP

0) fluo no permanente (es decir, fluo $ariado no

permanente)a) *luo gradualmente $ariado no permanente

b) *luo rpidamente $ariado no permanente


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#*(R" R#"'S+uede ser laminar, de transicin y turbulento que sedetermina por el numero de .eynolds, definido como"

9onde

B es la $elocidad media.5 el radio hidrulico


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omo regla general se considera que el *luo laminar si .e 144, /urbulento si .e 30144 /ransicin si 144 Q .e Q 30144&

Estos $alores de referencia dependen de lageometra del canal&

El fluo en canales es por lo general turbulento&


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#4(R" )R"* El carcter del fluo depender, entre otras cosas, de la$elocidad del fluo relati$o a la $elocidad dedespla%amiento de una onda de superficie& El numeroadimensional que describe este comportamiento, y porlo tanto caracteri%a los distintos tipos de fluo, es elnumero de *roude

9onde"

l G 9imensin caracterstica del fluo B G Belocidad

R G ?celeracin gra$edad


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#4(R" )R"*

*luo 'ub ritico o lento *r Q 3 *luo ritico si *r G 3 *luo 'uper critico o rapido si *r S 3

donde

l G 9imensin caracterstica del fluo

B G Belocidad

R G ?celeracin gra$edad


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FLUJO PERMANENTEMENTE Y UNIFORME

!a caracterstica principal de un fluo permanente yuniforme en canales abiertos es que la superficiedel fluido es paralela a la pendiente del canal, esdecir, dy7d G 4 o la profundidad del canal esconstante&

Esta condicin es, de hecho, utili%ada paradisear canales de profundidad constante comoson, por eemplo, canales de regado.


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Las condiciones de flujo permanente y uniformesolo se pueden dar en canales de secciontransversal prismticas, es decir, cuadrada,triangular, trapezoidal, circular, etc.

Relaciones de ChezyManning, para la velocidadV y el caudal Q.

9onde"

$ale 3&4 y 3&:T para elsistema internacional ('A) y elbritnico respecti$amente&

n"se denomina coeficiente de

Danning


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a.- Eficiencia.-La eficiencia de un canal tienerelacin con encontrar un rea de paso A mnimapara transportar un caudal Q dado, con unapendiente del canal S0 y coeficiente de Manning

n dados. Escribiendo el radio hidrulico comoRH = A/P

Donde:La cantidad entreparntesis es constante


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)'*" 7R%*%'(#$ &%R!%' En muchas situaciones el fluo en un canal abierto no

tiene una profundidad uniforme a lo largo del canal&Esto puede ser causado por diferentes condiciones

como que la pendiente de la solera no sea constante,que tanto la forma como la magnitud de la seccin depaso $ari# a lo largo del canal, que eista unaobstruccin al fluo en el fondo del canal, etc&

!a profundidad del canal$ariara a lo largo de este


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)'*" 7R%*%'(#$ &%R!%' 9istintas configuraciones posibles para la superficie libre del

fluido dependiente de la pendiente de la solera y profundidaddel canal.


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)'*" R9:!%(#$ &%R!%' En muchas situaciones la profundidad de un canal $aria

sobre una distancia relati$amente pequea de talmanera que dy7d U 3& Estas condiciones de fluo

rpidamente $ariables son compleas, tridimensionales ypor lo tanto difciles de anali%ar rigurosamente& !aaparicin de un fluo rpidamente $ariable puede ocurrirpor eemplo, debido a una $ariacin (epansin ocontraccin) de la seccin de paso de un canal& Lao

ciertas condiciones un fluo rpido, en un canal deseccin constante, se transforma en un fluo lentoaumentando drsticamente su profundidad en unadistancia corta& Este fenmeno es llamado salto o resaltohidrulico y ser anali%ado en la siguiente seccin&


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)'*" R9:!%(#$ &%R!%'

a.- Resalto ;idrulico.-=n resalto hidrulico es unfenmeno en el que el fluido pasa de un estadosupercrtico (*r S 3) a un estado suscritico (*r Q 3)sobre una corta distancia&


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)'*" R9:!%(#$ &%R!%'

a.- Resalto hidrulico

La expresin general:

ECUACIN DEBELANGER


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)'*" R9:!%(#$ &%R!%'

a.- Resalto ;idrulico - :ro+lema =n canal tiene un calado de 4&0 m donde se

presenta una discontinuidad, dado que la anchuradel mismo es de 3&44 m y la $elocidad de 0&14 m7s,

e$ale el calado conugado y las caractersticas delfluo&?s los clculos quedan como se muestra a

continuacin"


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)'*" R9:!%(#$ &%R!%'

?s los clculos quedan como se muestra acontinuacin"

.#gimen lento


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)'*" R9:!%(#$ &%R!%'

?plicando Lelanger"

El *roude del r#gimen rpido sera"


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)'*" R9:!%(#$ &%R!%'

!a p#rdida de carga en el resalto desde aguasarriba (r#gimen rpido) hacia aguas abao (r#gimenlento) ser"


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C!R"#$

IRRIGACIONES

DISEO

DE CANALESABIERTOS

Y

CERRADOS

PROBLEMAS


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CANALESDERIEGOPROBLEMAS CANALES


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SOLUCION.a.-

%ara el clculo de " se &uede utilizarla'ormula de Mannin


(e donde$

(onde ) ) b son

datos, &ara el clculoserequiereconocerR,queesten'uncindeAyP)stosasuvezdel tirante ) )a que besdato*

+


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SOLUCION.c.-Clculodel!"#a$!eyA&licando la 'rmula &ara el clculo de lasra/ces de una ecuacinde.orado$

A&licando la 'rmula &ara el clculo de las ra/ces de una


0omando slo la solucin &ositiva-el tirante no &uede ser neativo

y =1 .0 6 3 3

m


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SOLUCION.

d.-

Clculo

del

#ad"o

%"d#ul"co

R


"esabeque$

(onde$A =1.875m

P =b +2y 1+Z =0.70 +2(1.0633) 2 =3.7075m

Lueo$


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SOLUCION.

e.-

Clculo

de

S"ustitu)endoen-+



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GRACIAS

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