DOTACIONES

La forma de hallar la dotación se realiza en forma aproximada, debido a una serie de factores. En Guadalupito, no se tiene un sistema de cobros representativos, el sistema no cuenta con medidores, la tarifa por concepto de agua potable se estima para cubrir el costo de operación, mantenimiento, y pago al personal; es decir se llega a cobrar por volúmenes menores a los consumidos. El servicio de agua potable es racionado y se brinda en 2 turnos: mañana, y medio día, de aproximadamente 2 ½ horas cada turno.

9.05.01 Calculo de las Dotaciones mediante normas Técnicas

En el Reglamento Nacional de Construcciones (RNC), las dotaciones están analizadas por el número de habitantes y el clima que hay en la localidad.

TABLA N° 15

DOTACIÓN

POBLACIÓN

CLIMA

FRÍO(Lt./Hab./día)

TEMPLADO Y CÁLIDO(Lt./Hab./día)

2 000 – 10 00010 000 – 50 000Mas de 50 000

120150200

150200250

Determinación de la Dotación

Guadalupito tiene un clima cálido, y una población de diseño menor de 10000 hab, de la Tabla N° 15 determinamos que, la dotación para el presente proyecto de tesis, será de 150 Lt./hab./día.

Dotación para instituciones Particulares

a) Locales Educacionales (Colegio N° 80636 – Guadalupito, CEI-1707)

Dotación = 50 Lt./persona (RCN, Norma S. 060, Tabla N° 18)

b) Locales Hospitalarios (Posta Medica – Guadalupito)

Dotación = 500 Lt./d/consultorio (RCN, Norma S. 060, Tabla N° 26)

POBLACIÓN Y CAUDALES TENTATIVOS PARA EL PERÍODO DE DISEÑO

El estudio de población ítem 8.08 al 8.08.04 abreviamos en el cuadro N° 17, y del acápite 11.04 y 13.2, el periodo de diseño es: 20, 20 y 25 años para el agua y desagüe y reservorio respectivamente.

CUADRO N° 17

POBLACIÓN DE DISEÑO

AÑO POBLACIÓN

200220072012201720222027

236726252885314734123677

Consumo Promedio (Qp)

Qp=x Población86400

+Consumo Prom.de Inst . Part .

Qp2002=150 x236786400

+ 50 x75586400

+ 500 x586400

Qp2032=150 x341286400

+50 x120086400

+ 500 x 1086400

Consumo Máximo Diario (Qmd)

Qmd=K1 .Q p

Del cuadro N° 13 obtenemos el valor del Coeficiente de Variación Diaria K1 = 1.3

Qmd2002=1.3 x4.58=5.96<¿ s

Qmd2022=1.3 x6.68=8.68<¿ s

Consumo Máximo Horario (Q mh)

Qmh=K 2 .Q p

Del cuadro N° 14 obtenemos el Coeficiente de Variación Horaria K2 = 2.5

Qmh2002=2.5x 4.58=11.46<¿ s

Qmh2022=2.5x 6.68=16.69<¿s

Caudal Máximo Maximorum (Qmáx máx)

Qmh=K1 . K2 .Qp

Qmax max2002=1.3 x 2.5x 4.58=14.90<¿s

Qmax max2022=1.3 x 2.5x 6.68=21.70<¿s

Demanda contra incendio

De acuerdo a las Normas la dotación para casos de incendio se considera para poblaciones mayores a 10000 habitantes, por tanto para el presente proyecto no se considerará.

CÁLCULO DEL PERÍODO DE DISEÑO

El cálculo del periodo de diseño para el Sistema de Agua Potable, se determinará de los cuadros N° 27 y 28.

Del Cuadro N° 27, el periodo de diseño del abastecimiento de agua potable, para una población de 2367 habitantes, es de 15 años.

Del Cuadro N° 28, considerando cada unidad del sistema tenemos:

AcuíferoEstación de bombeoRedes de distribuciónTuberíasReservorio

20 años15 años20 años20 años30 años

Notamos que el periodo de diseño utilizando los cuadros N° 27 y 28, resultan diferentes, por lo tanto, cada elemento se diseñará con su periodo respectivo.

DISEÑO FINAL DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA

Se plantea varias alternativas:

a. Sistema por gravedadb. Bombeo directo al reservorio y suministro por gravedadc. Bombeo contra la red

CASETA DE BOMBEO Y MEJORAMIENTO DEL POZO

La caseta de bombeo se encuentra operativa y en buenas condiciones por lo cual no es necesario el diseño y construcción de una nueva; por tanto el presente proyecto utilizará la caseta existente. El Mejoramiento del Pozo, comprende obras de Reparación y/o resane de la superficie filtrante dañada, cepillado mecánico, recuperación o limpieza del fondo de la construcción.

CUADRO N° 27

PERIODOS RECOMENDABLES DE LAS EAPAS CONSTRUCTIVAS

POBLACIÓN(Habitantes)

PERÍODO DE DISEÑO(Años)

2 000 – 20 000Mas de 20 000

1510

TABLA N° 28

PERÍODO DE DISEÑO ACONSEJABLE

Tipo de Instalación Periodo de Diseño

FUENTES SUEPERFICIALESa) Si regulación

b) Con regulación

Deben de prever un caudal mínimo de 20 – 30 años.Las capacidades de embalse deben basarse en registros de 20 a 30 años.

FUENTE SUBTERRÁNEAa) Acuífero

b) Perforación de pozos

Satisfacer la demanda para una población futra de 20 a 30 años.10 años

OBRAS DE CAPTACIÓNa) Diques y tomasb) Diques y represas

15 – 25 años30 – 50 años

ESTACIÓN DE BOMBEOa) Bombas y motores con

mantenimiento deficienteb) Que cuente con ampliación futura

10 – 15 años

20 – 25 años

TUBERÍASDependiendo del diámetro y dificultad de la obra. 20 – 40 años

PLANTA DE TRATAMIENTO 10 – 15 años

TANQUES DE ALMACÉNa) De concretob) Metálicos

30 – 40 años20 – 30 años

REDES DE DISTRIBUCIÓN 20 años

Obras de Arte y demás equipos De acuerdo a la función y ubicación

DISEÑO DEL RESERVORIO

1. RESERVORIOS Son depósitos para almacenar grandes volúmenes de agua, proporcionando aprovisionamiento de agua para necesidades domésticas, industriales, de riego, etc. El almacenamiento es uno de los factores más importantes para el diseño del sistema de distribución de agua, tanto desde el punto de vista económico, como su importancia en el funcionamiento hidráulico del sistema y en el mantenimiento de un sistema eficiente.

2. UBICACIÓN La ubicación del reservorio, está determinada por la necesidad y conveniencia de mantener las presiones en la red dentro del rango establecido de 15 m.c.a como mínimo (ó 10 m,c,a para zona rural) como mínimo y 50 mca como máximo. Además de estas consideraciones, hay que tener en cuenta la topografía y las zonas de mayores consumos, los caminos de acceso al reservorio y el tipo de suelo.

3. TIPOS DE RESEVRORIO

a. De acuerdo a su función:- De cabecera: almacenan todo el agua atienden toda la demanda.- Flotantes: almacenan agua en la hora se abre presión y entregan a la

red cuando incrementa el consumo.En nuestro caso, elegimos reservorio de Cabecera.

b. De acuerdo al nivel del terreno- Elevados- Apoyados- Semi enterrados- Enterrados

Dadas las condiciones topográficas, elegimos Reservorio Apoyado.

c. De acuerdo a su forma- Rectangular o cuadrada- Cilíndrica- Concéntrica o esférica

Elegimos la forma Cilíndrica.

d. De acuerdo al material de construcción- De madera- De albañilería (piedra, ladrillo)- De concreto armado- De metal

Elegimos Reservorio de concreto armado.

Conclusiones:

Necesitaremos un reservorio apoyado de forma cilíndrica, construido de concreto armado y será ubicado en el cerro “El Incaico”, a una cota terreno de 104 500 msnm.

4. VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO El cálculo del volumen de almacenamiento se hará de acuerdo al Reglamento Nacional de Construcciones, conformado por la suma del volumen regulación, incendio y reserva.

4.01 Volumen de RegulaciónLa Guadalupito, no cuenta con un equipo medidor de caudal, (es decir no existe un registro del consumo de agua); entonces aplicaremos la Norma S. 030 “El volumen de regulación deberá fijarse de acuerdo al estudio del diagrama masa correspondiente a las variaciones horarias de la demanda. Cuando se compruebe la no disponibilidad de esta información, se deberá adoptar como mínimo el 25% del promedio anual de la demanda, siempre que el rendimiento de la fuente de abastecimiento sea calculado para 24 horas de funcionamiento.”

V=0.25 .Qm[ 864001000 ] .[2412 ]=374.98m2

4.02 Volumen contra incendioDel ítem 9.06 no hay dotación contra incendio; por lo tanto, el volumen contra incendio será:

4.03 Volumen de ReservaAnte la eventualidad que en la línea de impulsión puedan ocurrir daños, que mantendrían una situación de déficit en el suministro de agua, mientras se realizan las operaciones correspondientes, es aconsejable tener un volumen adicional.

V r=0.33 (V 1+V 2 )V r=126.74m3

4.04 Volumen TotalEl volumen total del almacenamiento, será:

V t=V 1+V 2+V 3V t=500.00m3

4.05 Dimensionamiento

V R=π D2H4

SeaH=3.60mD=13.50mV❑=515.00m3O . K

5. CÁLCULO HIDRÁULICO DEL RESERVORIO Contra con tubería de rebote y desagüe con un diámetro capaz de eliminar cualquier exceso de gasto máximo diario.

5.01 Cálculos del diámetro (d) tubería de desagüe o limpieza

Qmd = 8.68 lt/segn = Rugiosidad 0.10 (PVC)S = PendienteL1 = 51.61 mL2 = 104.95 mL3 = 50.46 mL4 = 50.42 m

S1 = 23.66 %S2 = 31.90 %S3 = 13.70 %S4 = 22.10 %

a. La tubería trabajará como canal (por gravedad), entonces aplicamos la fórmula de Manning:

Q=A . R2 /3 . S1 /2

nPara la condición a tubo lleno (y/d = 1)

d= Q❑

0.31169. n√ S

d1=0.145m (6´ ´ )d1=0.136m (6´ ´ )d1=0.160m (8´ ´ )

d1=0.146m (6´ ´ )

Por tanto:d=8´ ´

b. Calculo por la fórmula de BresseQmd=8.68 ¿

seg.K=1.0032 (constante )d=K √Qmdd=0.112m

d=6´ ´

c. Calculo mediante la fórmula de diámetro económico

d=1.50803 .Qmd0.4292d=0.197m

d=8´ ´

d. Caso en que se requiere evacuar el agua en un tiempo determinado

t=8horasQ=Volumendel Reservorio8h

=17.882 ¿seg

d=1.50803x 0.0178820.4202=0.268md=6´ ´

Conclusión:

Elegimos el mayor diámetro; es decir el diámetro de la tubería de desagüe será 10´´.

5.02 Calculo de la tubería de reboseEl diámetro de la tubería de rebose puede ser igual o menor que el de desagüe; por lo tanto optamos: d = 10´´

5.03 Calculo de tubería de ventilaciónEn cuanto a la tubería de ventilación del reservorio, esta será de acero y en número de 4, las cuales irán ancladas en el techo del reservorio, el extremo libre deberá terminar en un codo de 180´´, protegido con una malla N° 10. Siguiendo las indicaciones de Svean Plumb, que indica que la tubería de ventilación debe ser la mitad de la tubería de impulsión; ésta tubería evitará que se formen colchones de aire, que impide llegar al nivel del agua requerido; como también evitar el calentamiento del agua.

Diámetro de la tubería de impulsión es 6´´ (acápite 11.05.02)

Por lo tanto el diámetro de la tubería de ventilación será 150 mm (6´´)

5.04 Ingreso de inspecciónEl reservorio contará con una ventana de inspección, en forma circular, de 60 cm de diámetro, de plancha de acero s 1/16´´ de espesor.El acceso al interior, se hará por medio de una escalera metálica formado por tuberías de fierro galvanizado de ¾´´ de diámetro, los pasos serán de 40 cm de ancho con un espaciamiento de peldaños cada 30 cm.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE RESERVORIO

6. DISEÑO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO

6.1 ALTURA DE REBOSE O SOBRE ALTURA (d)

d=Sd . r

Sd :Máximo desplazamientor : factor adeterminar

Calculo del máximo desplazamiento Sd

Del análisis espectral considerando sistemas (estructuras) con amortiguamiento solamente considera los máximos (desplazamiento, velocidad y aceleración)

Ecuaciones básicas del método espectralSd=Espectrode desplazamiento [Xr ]maximoS=SdSy=Espectrodedesplazamiento [Xr ]maximoS=ω .SdSz=Espectro dedesplazamiento [Xr ]maximoS=ω2Sd

CÚPULA

VIGA DE BORDE

MURO CIRCULAR

CARTELA

LOSA DE FONDO

ZAPATA CIRCULAR

6.2 FÓRMULAS PARA TANQUES CIRCULARES, SISTEMA MECÁNICO EQUIVALENTE SIMPLIFICADO (GRAHAM Y RODRÍGUEZ)El sistema mecánico equivalente de masa y resortes representa el fenómeno hidrodinámico, cuando se supone al fluido como incomprensible. La idea es someter al recipiente a un movimiento de sus paredes de la forma:

ε=Aa .cos(wt )

En el sistema Mecánico equivalente del líquido, tenemos como referencia el sistema de coordenadas X.Z, ahora consideremos que está formado por una masa fija M a la distancia H del eje X, y un número infinito de masa puntales Ma ligadas a las paredes del reservorio por medio de resorte con rigidez Kp, situadas a una distancia Ha del eje X, como observamos en la Lamina N° 11.

Siendo:D: diámetro de la base en un reservorio circularH: altura del reservorio

El método planteado resulta valido para relaciones:

DH≥ 43

Utilizaremos la siguiente nomenclatura:M: masa fijaMn: masa “n” una de las masas puntuales que se ubican a una distancia Hp.El método propuesto utiliza solo Mt y Ht.Mt: masa totalK: rigidez del resorte del sistema equivalenteTo: periodo de oscilación del sistema mecánico equivalenteα y β : Constantes, cuando solo se consideran los efectos de las presiones en las paredes:

α=0β=1

Wo = peso de la masa fija,Wn = peso de la masa “n”Wt = pesp de la masa total

Mo * gMn * gMt * g

Si: HD≤0.75

W o

W t=tanh( 2D3H )

√3D2H

H x KW t

=452 (W o

W t)2

(HD )2

W o

W t=363 tanh(13.5 HD )512 x13.5 H

D

T a=2π √ W t

K∗g

hO=38H [1+α (w f

wo−1)]

h1=H [1− cosh (√13.5 HD )−β

√13.5 HD senh√13.5 HD ]Calculo del periodo fundamental de la estructura (Ta)

Datos:D = 13.50 mH = 3.60 mWt = 515 Tn, peso del volumen del líquido del reservorio.

Cálculos:

13.503.50

≥ 43

OK

W t

W❑=0.207

W l

W t=0.545

H x KW t

=0.475

Wa=158.10TnWt=280.60Tn

K=67.95 Tnm

Ta=4.07 segho=1.35mht=1.93m

Calculo de la Máxima aceleración (So)

So=Z xU x S xC x g

R

Factor de Zona (Z)

Depende de la zona sísmica donde esta ubicada la edificación.

ZONA 1 ZONA 2 ZONA 3FACTOR Z 0.15 0.30 0.40

Factor de Uso e Importancia (U)

CATEGORÍA A CATEGORÍA B CATEGORÍA CFACTOR U 1.5 1.3 1.0

Factor de Suelo (S)Los valores S están referidos al comportamiento de estructuras sobre un estado:

Tn: periodo predominante de la biografía

TIPO DESCRIPCIÓN Tp SS1 Rica de suelos muy rígidos 0.4 1.0S2 Suelos intermedios 0.6 1.2S3 Suelos flexibles 0.9 1.4S4 Condiciones excepcionales

Factor de amplificación sísmica (C)

Se define por la siguiente expresión:

C=2.5(T p

T )1.25

C≤2.5Factor de Ductilidad (R)

SISTEMA ESTRUCTURAL COEF. DE REDUCCIÓN RPórticos de concreto armadoSistema DualMuros de concreto armadoAlbañilería armada o confinadaConstrucciones de madera

10

7.567

Datos:

Z = 0.40U = 1.5C = 0.228S = 1.2R = 7.5g = 9.81 m/s

Altura de rebose o sobre altura (d)d=Sd∗ε=0.10m

FUERZA SÍSMICA EN MUROS FLEXIBLES Y RÍGIDOSDurante un sismo, las vibraciones del suelo se transmiten a la base de la estructura. La naturaleza de la vibración es lo suficientemente cercana a una simple vibración armónica.El efecto del máximo esfuerzo es producido en la estructura, la relación del desplazamiento, aceleración, etc. En la parte superior de la estructura tiene que ser la misma en cantidad que la de la base de la misma estructura y puede ser expresada usando el factor de magnificación, MF.

Datos:

W4=0.378Tn/m2

D=13.50m

Cálculo:

V=2.55Tn

Diseño a Torsión:

Momento torsionante actuante (Mu). Es elmomento que actúa en un metro de ancho de la cúpula considerando para Ø= 28°, ángulo central de la cúpula de

R=14.34m

Mu = -0.280Tn*m

Momento torsionante resistente (Mi):

MT = ф x 0.13 / c ∑ X2 Y

Datos:

ф = 0.85

c = 245kg/cm2

Cálculo:

De la fig.26:

MT =0.85x0.13x245x ∑ (352x50+202x15)=1.163Tnxm

Por tanto:

MT= 1.163Tn*m >> Mu = -0.280Tn*m

Diseño por corte

Cortante resistente del concreto (Vc); (Norma E – 060:13.2.1b)

Vc =0.53 (1+0.0071NuAq) c bwdDónde:

Vc: Resistencia nominal a la fuerza cortante proporcionada por el concreto

Nu= Carga axial normal a la sección transversal

Aq= área total de la sección

bw= ancho del alma

d= distancia de la fibra más alejada en compresión al centroide del acero en tracción.

Datos:

Nu= Ta = -10983kg (negativa para la tracción)

Aq= Ac= 35*50cm2 =1750cm2

c = 245kg/cm2

bw= 35cm

d= 45cm

Cálculo:

Vc= 13.65 Tn

Luego:

Vu = 2.55Tn << VC = 13.65Tn

Por tanto se usará acero mínimo de corte

Límites para el espaciamiento del refuerzo por corte (S):

Es espaciamiento del refuerzo por corte colocada perpendicularmente al eje del elemento no deberá ser mayor de 0.5*d ni de 60cm.

Smáx= 0.5*d = 22.5cm S = 20cm

-Refuerzo mínimo de corte (Av)

Av= 3.5bwSfy

Datos:

bw =35cm

S= 20cm

fy = 4200kg/cm2

Cálculo:

Av = 0.583cm2

DISEÑO DE LA ZAPTA CIRCULAR Y LOSA DE FONDO

A.- ZAPATA CIRCULAR

Verificación de la resistencia del suelo:

Dimensionamiento en planta de la zapata (cargas de servicio en un m2):

Ver imagen N°27

a) Carga muerta (Po)

- Peso propio de la cápsula (Pc)

Na (o)= W DR1+cosф

Donde:

WD = peso propio de la cúpula por unidad de área

R = radio de la cúpula

Datos:

WD= 0.192Tn/m2 R= 14.34m Ø= 28°

Cálculo:

No(D)= 1.46Tn/m

Componente vertical

Pc(D)= NoD*sen Ø = 0.69Tn/m

Peso del anillo o viga circular (Pv)

Pv = b*h*c

Donde:

b= ancho de la viga

h= altura de la viga

c= peso del específico del concreto

Datos:

b= 0.35m h= 0.50m c= 2.4Tn/m3

Cálculo:

Pv = 0.42Tn/m

Peso del muro (Pm)

Pm= [HxT] tc

Donde:

H= Altura del muro circular T= 0.25m

Cálculo:

Pm =2.22Tn/m

PD = PC(D)+PV+Pm

Datos

Pc(D)= 0.69Tn/m Pv= 0.42Tn/m Pm= 2.22Tn/m

Cálculo

Pn= 3.30Tn (por metro lineal)

Peso de la zapata (Pz)

Pz = B*L*h*c

Donde:

B= ancho de la zapata

L= longitud de la zapata

h= altura de la zapata

Datos:

B = 1.00m L= 1.80m h= 0.60m

Cálculo:

Pz = 2.592Tn (por metro lineal)

b) Carga viva

* Sobre carga que actúa sobre la superficie de la cúpula, componente vertical (Pc(L)), que actúa sobre el muro (figura N°27).

N ф (L)= W LR1+cosф

Donde:

WL = Sobre carga en la Cúpula por unidad de área

R = radio de la cúpula

Ф = ángulo central

Datos:

WL= 0.05Tn/m2 R= 14.34m Ф= 28°

Cálculo:

Nф(L) = 0.38Tn/m

Componente vertical

Pc(L)= Nф(L)* Sen ф

Pc(L)= 0.18Tn/m

-Peso del agua (Pa)

Actúa a nivel máximo del reservorio y ancho aproximado de 5 veces el espesor del muro.

Pa = Da*H*(5t)

Donde:

Da = peso específico del agua

H = altura del nivel del agua

t = espesor del muro

Datos:

Da= 1Tn/m3 H= 3.60m t=0.25m

Cálculo:

Pa = 4.50Tn (por metro lineal)

Carga por servicio (Ps)

Ps= PD+PL

Datos:

PD= 3.30Tn/m PL= 0.18Tn/m (PL=Pc(L))

Cálculo:

P = 3.48Tn/m (por metro lineal)

Momento por servicio

M= MD+ML

Datos:

MD = 0.20 Tn*m ML= 1.39Tn*m

Cálculo:

M= 1.59Tn*m

Esfuerzo del terreno:

σ = R/L*(1±6*e/L)

Donde:

R= resultante de las cargas actuantes y la ubicación de la resultante

e= excentricidad

L= longitud de la zapata

Determinación de la resultante (R)

R= Ps+PZ+Pa

Datos:

Ps= 3.48Tn PZ= 2.592Tn Pa= 4.50Tn

Cálculo:

R= 10.572Tn (por metro lineal)

Tomando momento respecto al punto A1 (figura N° 27)

R* = P*d1+PZ*d2+Pa*d3-M

Datos:

P =3.48Tn d1= 0.425m

PZ= 2.592Tn d2= 0.9m

Pa=4.500Tn d3= 1.175m

R= 10.572Tn M= 1.59Tn*m

Cálculo:

= 0.7m (ubicación de la resultante de las fuerzas verticales medida a partir del punto “A”, Considera el efecto del momento flector)

Cálculo:

e= 0.19m

Por tanto:

σ= RL(1±6

eL)

Datos:

R= 10.572Tn e= 0.19m L= 1.80m

Cálculo:

σMax =9.58Tn/m2 < σ1 = 5.50kg/cm2

σMin =2.159Tn/m2 < σ1= 5.50kg/cm2

σ1= Capacidad portante del suelo

Armadura de la Zapata Circular

Diseño de la zapata en resistencia última (fig. N° 28)

Carga última (Pu)

Pu= 1.5 PD+1.8PL

Datos:

PD= 3.30Tn PL= 0.18Tn (PL = Pc(L))

Cálculo

Pu= 5.274Tn (por metro lineal)

Momento último (Mu)

Mu = 1.5MD+1.8ML

Datos:

MD= 0.20Tn*m ML= 1.39Tn*m

Cálculo:

Mo= 2.802Tn*m

Reacción neta última del terreno:

= R/L(1±)

Donde:

= Resultante de las cargas actuantes y la ubicación de la resultante

R= Resultante de las fuerzas

Determinación de la resultante (R)

R = Pu+1.8Pa+1.5Pz

Datos:

Pu =5.274 Tn Pa= 4.50Tn Pz=2.592Tn

Cálculo:

R= 17.262Tn (por metro lineal)

Tomando momento respecto al punto A. (Fig. N°28)

R* = Pu+d1+1.8Pa*d2+1.5* Pz*d3-Mu

Datos:

Pu =5.274 Tn d1= 0.425m

Pa= 4.50Tn d2= 1.175m

Pz= 2.592Tn d3= 0.90m

R= 17262Tn Mu= 2.802Tn*m

Cálculo:

= 0.722m (ubicación de la resultante vertical a partir del punto “A” Considera el momento flector actuante)

Excentricidad (e):

E= *L.ε

Datos:

ε = 0.722m L= 1.80m´

Cálculo:

e = 0.178m

σ= RL(1±6

eL)

Datos:

R= 17.262Tn e= 0.178m L= 1.80m

Cálculo:

σMax =15.293Tn/m2

σMin =3.887Tn/m2

Mxx= M (suelo)-M()-M(peso del agua)

M(suelo)= [(σMin-Po) x 1.252 ]x1.253 = 2.811Tn*m

M()= -[(0.6X1.25X1.00)X2.40]x1.252 = -1.125Tn*m

Mpeso del agua = -4.50 (1.252 )= -2.812Tn*m

Cálculo:

Mxx = -1.127Tn*m

b= 100cm

d=55cm

d’= 5cm

c= 210kg/cm2

fy= 4200kg/cm2

A3= 0.54cm2 < A3min

A3min= min*b*d = 0.0018*100*55 = 9.90cm2

Espaciamiento Ø =3/4’’ = 2.85cm2

S= 2.85∗1009.90 = 28.8cm

Acero principal de zapata

USAR Ø =3/4’’ @ 0.25m

Refuerzo Transversal

Refuerzo de montaje

Para Ø =5/8’’ 36 Ø = 36*1.905= 68.58cm

Refuerzo de temperatura

As = min*b*L = 0.0018*100*55 = 9.90cm2

Espaciamiento para Ø =5/8’’ = 1.905cm2

S¿ 1.905∗1009.9 = 23.52cm

REFUERZO TRANSVERSAL

USAR Ø =5/8’’ @ 0.20m Capa superior

USAR Ø =5/8’’ @ 0.20m Capa sup. e inf.

B.- LOSA CIRCULAR DEL RESERVORIO

Placa circular uniformemente cargada:

El esfuerzo cortante (Q) a una distancia “r” del centro de la placa es determiando por:

2π*r*Q = π*r2*q

Q= qr2

Donde:

Q= esfuerzo cortante a una distancia “r”

r= distancia del centro de la placa a un punto

a= radio de la placa

q= carga uniformemente repartida sobre toda la superficie

Placa circular con borde empotrado:

En esta la pendiente de la superficie en la dirección radial es nula para r=0 y

r= a

W¿ q64D (a2-r2)2

Flecha Máxima (Wmax):

Wmax= qa64D

2

Momento flector en el contorno de la placa

Para r= a

Mt = -qa8

2

Mt= rqa8

2

Momento flector en el centro de la placa

Para r= 0

Mt= qa16

2

(1+v) Mt= qa16

2

(1+v)

Donde:

a= radio de la placa

q= carga por unidad de área

Datos:

a= D2 -5t = 5.50m

q= *H = 1.00*3.60Tn/m2 (peso del agua m2)

v= 0.25 coeficiente de Poisson para concreto

Cálculo

Mt= qa16

2

(1+v) = 8.508Tn*m

Acero de refuerzo en la losa circular:

Mt= Mt= 8.508Tn*m (Momento flector en el centro de la placa)

Se usará como mínimo:

Asmin= min*b*t = 0.0018*100*20 = 3.60cm2

Para Ø ½’’ = 1.27cm2

Espaciamiento:

S= 1.27∗1003.60 = 35.28cm

EN LOSA DE FONDO CIRCULAR

USAR Ø ½’’ @ 0.30m

DISEÑO DE IMPULSIÓN Y EQUIPO DE BOMBEO

Análisis Preliminar:

Según el trazo efectuado de laline ade Impulsion(ver plano) desde el pozo hasta al tanque de almacenamiento, existe una distancia horizontal de 1330m, existiendo una carga disponible entre elpozo de bombeo y el reservorio de 72.05m

Para el diseño de la línea de impulsión por presion se deberá tener presente lo siguiente:

Velocidad no menor de 0.60m/s

Velocidad máxima admisible será 5m/s(tubos de asbesto – cemento y PVC)

1.-Datos para el diseño:

Qv= 19.816lt/s

= 12h

C.R= 103.50msnm

C.P= 31.45msnm

LT = 1357.61m

2.-Carga disponible

Diferencia de elevación entre la obra de capacidad de nivel mínimo de aguas en captación y el tanque de almacenamiento.

Del Plano L-1.PT1; L-1.PT2, se dispone de carga de 72.05m en una longitud de 1357.61m.

3.- Clase de tuberías en función del material requerido por la naturaleza del terreno, condiciones topográficos y de utilización:

Coo resultado de los trabajos de campo, levantamiento toporáfico e inspección de la zona, se disponen del Plano de Perfil del trazado de la Línea de impulsión (Plano L-1.PT1, L1.PT2)

LINEA DE ADICCION:

Criterios para el diseño:

Para el diseño de la línea de aducción por gravedad debe tenerse en cuenta, los siguientes criterios:

Carga disponible o diferencia de elevación Capacidad para transportar el gasto máximo diario Las clases de tubería capaz de soportar las presiones hidrostáticas, Diámetros

Estructuras complementarias que se precisen para el buen funcionamiento de la línea.

Cálculos

1. Datos para el diseño:Qmh: 16.59 lt/segC.R: 103.50 msnmC.E = 35.111 msnmLt = 990.61m

2. Identificación de tramos en la línea de Aducción

PROGRESIVALONG.(m)

COTAS (m) DIFERENCIACOTAS S%

INICIAL FINAL

0+367 - 0+500 133.08 35.111 36.466 1.355 1.26%

0+500 - 0+900 400.02 36.466 390960 3.494 0.79%

0+900 - 1+100 200.06 39.960 44.959 4.999 2.50%

1+100 - 1+150 51.61 44.959 57.291 12.332 23.66%

1+150 - 1+250 104.95 57.291 89.142 31.851 31.9%

1+250 - 1+300 50.465 84.142 95.978 6.836 13.7%

1+300 - 1+330 50.42 95.978 102.60 6.6632 22.1%

3. Carga disponible

Es la diferencia de la elevación entre el tanque de almacenamiento y la entrada a la red de distribución. Del Plano Nº L.1-PT1, L.1-PT2, se dispone de una carga de 67.489mca en una longitud de 990.61m.

4. Clase de tubería en función del material requerido por la naturaleza del terreno, condición topográficas y de utilización.

Como resultado de los trabajos de campo, levantamiento topográfico e inspección de la zona, se disponen del plano del perfil del trazado de la línea de impulsión (Plano N° L.I-PTI.L.I-PT2)

La línea de aducción ira paralela a la línea de impulsión. Se ha seleccionado tuberías de fierro fundido (C – 100). Por sus ventajas en cuando a su resistencia elevada a cargas externas.

5. Clase de tuberías capaz de soportarlas presiones hidráulicas.

Definido por las máximas presiones que ocurran en la línea (línea de carga estática).

CLASE DE TUBERIAS EN FUNCION DE LA PRESION NORMA ISOClase (Kg/m2) m.n.m Presión (lb/pulg 3) Atmosfera5 50 71.5 510 100 143.0 1015 150 214.5 1520 200 286.0 2025 250 357.0 21

CLASE 5 – F´´F´´

Tramo comprendido entre las progresivas 1+150 (57.791msnm) y 1+330 (102.60msnm).

CLASE 10 – F´´F´´

Tramo comprendido entre las progresivas 0+367 (35.111msnm) y 1+150 (57.791msnm).

6. Cálculos de la perdida de carga

Local: h1

Debido a que L/d > 1500

No es necesario el cálculo de pérdida de carga local (h1)

d L(m) L/d h1

4” 900.61 9906.1 0m

6” 900.61 6604.1

Por Friccion: hf

Hf = L x ⌊ Qmh0.2785 xCx D2.83 ⌋

1.85

Ǿ PROGRESIVA LONG. hf Σhf Cota P.E P-D

1+330 – 1+300 50.42 3.696 3.696 102.60 95.978 6.622 2.926

1+330 – 1+250 50.465 3.699 7.395 95.978 89.142 13.458 6.063

1+250 – 1+150 104.95 7.693 15.088 89.142 57.291 45.309 30.221

4” 1+150 – 1+100 51.61 3.783 18.871 57.291 44.959 57.641 38.770

1+100 – 0+900 200.06 14.665 33.536 44.959 39.96 62.64 29.104

0+900– 0+500 400.02 29.322 62.86 39.96 36.466 66.134 3.276

0+500– 0+367 133.08 9.755 72.613 36.466 35.11 67.489 -5.124

6”

1+330 – 1+300 50.42 0.513 0.513 102.6 95.978 60.662 6.109

1+330 – 1+250 50.465 0.513 1.027 95.978 89.142 13.458 12.431

1+250 – 1+150 104.95 1.068 2.094 89.142 57.291 45.309 43.215

1+150 – 1+100 51.61 0.525 2.620 57.291 44.959 57.641 55.021

1+100 – 0+900 200.06 2.036 4.655 44.959 39.96 62.64 57.985

0+900– 0+500 400.02 4.070 8.726 39.96 36.446 66.134 57.408

0+500– 0+367 133.08 1.354 10.080 36.466 35.111 67.489 57.409

P.E: Presión estática

P.D: Presión Dinámica

Presión en el punto de entrega a la red (Pᵨ)

Pᵨ = P˳ + Dc -

P˳ = Presión de salida en el reservorio: nivel mínimo =0.20 m

Dc = Diferencia de Cotas

= Pérdida de carga total (Σ )

D Σhf Dc Pᵨ OBSV4” 72.613 67.489 -4.924 negativa6” 10.080 67.489 57.609mca O.K

CONCLUSION: elegimos Ǿ 6” en la línea de aducción