calculo de tuberias apoyos y anclajes.xls
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iniciar procedimientos de calculo
iniciar procedimientos de calculo
ANALISIS DE DATOS POR TUBERIAS
DATOS RESULTADOcaudal (m3/s) 0.0017 m3/s hf (m)longitud (m) 650 m perdidafactor (f) 0.0222 ht (m)diametro interno (m) 0.2093 m h (m)coef perdida en tuberia 0.2000coef perdida en compuert 0.1000rugosidad relativa e/d 0.00143rugosidad material 0.03VELOCIAD (m/s) 0.049
"a" velocidad de propagacion (m/s) 900 Δh (m)altura bruta 300 m hf (m)factor de seguridad 5 T (mm)resistencia (S) 450 Mpafactor de correccion (kj) 1.1factor de corrosion (kc) 0.005 mNUMERO DE REYNOLDS 10335.217VISCOCIDAD CINEMATICA 1gravedad a msnm 9.81 m/s2presion en la tuberia 2987.442 verificacion del caudaldiametro exterior maximo 220 0.0017diametro exterior minimo 218espesor 4.85numero de tuberias 3METROS SOBRE EL NIVEL DEL MA 2000NUMERO DE TRAMOS 108LARGO RECOMENDABLE 6
ANALISIS DE DATOS POR TUBERIAS
RESULTADO0.009
0%0.000.01
4.530304.530
3.90
verificacion del caudal0.04713 1
SIGUIENTE
ATRAS
CALCULO DE APOYO CALCULO DE APOYO
CALCULO DE APOYO DATOS:
CALCULO DE APOYO Diametro ext. De=
CALCULO DE APOYO Diametro inter. D=
CALCULO DE APOYO PESO ESP.TUBERIA. γt=
CALCULO DE APOYO Longitun entre apoyos La
CALCULO DE APOYO E=
CALCULO DE APOYO PESO ESP.AGUA. γa=
CALCULO DE APOYO PESO ESP. CONCRETO. γc=
CALCULO DE APOYO Coefic.de fri. u=
CALCULO DE APOYO 30
CALCULO DE APOYO 90-α= 60
CALCULO DE APOYO RELACION EN APOYOS
CALCULO DE APOYO CONDICION PARA DILATACION
CALCULO F1Y F2
CALCULO DE APOYO Wt= 28.35679174
CALCULO DE APOYO Wa= 34.40553679
α=
F1=(Wt+Wa)*(La*cosα)
Wt=γt*∏(De^2-D^2)/4
Wa=γa*(∏/4)*D^2
CALCULO DE APOYO F1= 326.1226254
F2=u*F1
CALCULO DE APOYO F2= 163.0613127
Momento flector:
M= 282.4304784
Flecha maxima:
I= 2.0791E-05
∆max= 7.66E-03
Flecha admisible:
∆adm= 0.016666667
CALCULO DE APOYO ∆max <CALCULO DE APOYO 0.0076592987429 <
F1=(Wt+Wa)*(La*cosα)
Calculo del peso del bloque de concreto
0.9 a= 0.9
0.9 b= 0.9
0.4 c= 0.4
0.3 d= 0.3
0.3 e= 0.3
0.6 f= 0.6
0.14 g= 0.14
v1= 0.324
V2= 0.054
V3= 0.0063
Wc= γc*VcCALCULO DE APOYO Wc= 883.89
Para asegurar la estabilidad del apoyo se deben cumplir tres condicionessise:
coefici. Fric.del apoyo de concreto y el terreno.
∑Fx= 304.2765519
∑Fy= 1084.789822
CALCULO DE APOYO ∑Fx= <
CALCULO DE APOYO 304.27655189999 <
Momento de inercia:
S=Ry/A*(1-+6e/b)
e= 0.158513605
Smin= 0.065114472
Smax= -2.35959981
CALCULO DE APOYO Smax. Smax. <
CALCULO DE APOYO -2.35959981 0.0787125928248 kg/cm2 <
CALCULO DE APOYO Smin= Smin= >
CALCULO DE APOYO 0.065114472 3.5988007766387 kg/cm2 >
CALCULO DE APOYO
0.220 m
0.2093 m
7860 kg/m^3
6 8 m
2.10E+10 kg/m^3
1000 kg/m^3
2300 kg/m^3
0.5 kg/m^3
espesor = 0.00485
100%
CONDICION PARA DILATACION CONDICION PARA CONTRACCION
CALCULO F1Y F2
kg/m
kg/m
SIGUIENTEATRAS
W= 62.762328526814
kg-f WY=F1= 326.12262542932
WX= 188.28698558044
kg-f F2= -163.0613127147
kg-m 282.43047837067
m^4
m
m
∆adm
0.016666667 1
Calculo del peso del bloque de concreto
m FACTOR 1
m 1
m 1
m 1
m 1
m 1
m 1
m^3 Vc= volumen del concreto
m^3 Vc= 0.3843
m^3
kg-fg
Para asegurar la estabilidad del apoyo se deben cumplir tres condicionessise:
coefici. Fric.del apoyo de concreto y el terreno. Uf=(0.2 a 0.6)
kg-f 21.846073529326
kg-f 1247.851134728
Uf*∑Fy CONDICION PARA DILATACION CONCICION PARA CONTRACCION
216.9579644 0 (cumple con la condicion) 21.84607353
m= 1.503012702 n=
Xg= ∑Aixi/∑Ai Xx Yx
0.1145190528383 1.301647182
Xg= 0.555614973262 m
X= 0.2914863951311 m 0.5935788736913
CONTRACCION
Ry.Xr= 316.20147469359 kg-f.m 740.69807108619
Ry= 1084.7898220133 kg-f 1247.851134728
-0.143578873691
kg-f/cm^2 Smin= 3.5988007766387 kg-f/cm^2
kg-f/cm^2 Smax= 0.0787125928248 kg-f/cm^2
Sadmisi. (cumple con la condicion)
1 kg/cm2 1 1
0 NO, NECESITA HACER CAMBIOS
0 kg/cm2 1 1
SIGUIENTE
CONCICION PARA CONTRACCION
< 249.5702269 1
1.039230485
α
DATOS:Diametro ext. De= 0.220 m AlturaDiametro inter. D= 0.2093 m CaudalPESO ESP.TUBERIA. γt= 7860 kg/m^3 Espesor delaparedLongitun entre apoyos La 6 8 m Distancia del anclaje al punto medio del
E= 2.10E+10 kg/m^3 Longitud de la tuberia sujeta al movimienPESO ESP.AGUA. γa= 1000 kg/m^3PESO ESP. CONCRETO. γc= 2300 kg/m^3Coefic.de fri. u= 0.6 kg/m^3
30 18 .=β
90-α= 60
α=
CALCULO DE ANCLAJE
DATOS:H= 300 m
Q= 0.001698947 m^3/s
Espesor delapared t= 4.85 mm
Distancia del anclaje al punto medio del L1= 3 m datos de libro
Longitud de la tuberia sujeta al movimien L2= 48.2 m datos de libro
1.- CALCULO DE FUERZAS:
Wt= 28.35685805 kg/m
Wa= 34.40561725 kg/m
PESO DE TUBERIA Y EL AGUAF1= 163.061694 kg-f
F2=u*(Wt+Wa)*(L2*cosα)
F1=(Wt+Wa)*(L1*cosα)
Wt=γt*∏(De^2-D^2)/4
Wa=γa*(∏/4)*D^2
F1=(Wt+Wa)*(L1*cosα)
SIGUIENTE
ATRAS
FUERZA DE FRICCIONF2= 1571.91473 kg-f
calculo de la fuerza 3FUERZAS DE CAMBIO DE DIRECCION POR LA PRESION HIDROSTARICA
F3= -5442.21788 kg-f
calculo de la fuerza 4 L4= 54.2 m
FUERZA DE LA FUEZRA DEL PESO DE LA TUBERIA ANTERIORF4= 768.4708531 kg-f
calculo de la fuerza 5FUERZA PARA LOS CAMBIOS DE DIRECCION
F5= 0 kg-f (ya que en dicho tramo se ha previsto de una junta de dilatacion.)
calculo de la fuerza 6FUERZA DE FRICCION EN LA JUNTA
F6= 2093 kg-f
calculo de la fuerza 7FUERZAS DE EXPANSIÓN GRACIAS A LAS JUNTAS DE EXPACION
F7= 944.04765 kg-f
calculo de lafuerza 8FUERZA DE PRESION GRACIAS AL CAUDAL
F8= -0.00426341 kg-f
calculo de lafuerza 9FUERZA GRACIAS A EL CAMBIO D DIAMETRO
F9= 0 kg-f (ya que no hay reduccion de diametroen este tramo.)
2.- CALCULO DE ESTABILIDAD DEL ANCLAJE:
-2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500
-6000
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
PESO DE TUBERIA Y EL AGUA
FUERZA DE FRICCION
FUERZAS DE CAMBIO DE DIRECCION POR LA PRESION HIDROSTARICA
FUERZA DE LA FUEZRA DEL PESO DE LA TUBERIA ANTERIOR
FUERZA PARA LOS CAMBIOS DE DIRECCION
FUERZA DE FRICCION EN LA JUNTA
FUERZAS DE EXPANSIÓN GRACIAS A LAS JUNTAS DE EXPACION
FUERZA DE PRESION GRACIAS AL CAUDAL
FUERZA GRACIAS A EL CAMBIO D DIAMETRO
a= 1.67 m
b= 0.37 mc= 0.8 md= 1.5 me= 0.9 mf= 0.4 mg= 0.9 mh= 0.9 m
a)Calculo del peso del bloque de concreto(w)
w1= 306.36 kg-fw2= 4284.9 kg-fw3= 662.4 kg-f
w= 5253.66 kg-fb)Calculo del centro de gravedad del anlaje (metodo de las areas)
A1= 0.148 m^2 X1= 0.266666667 mA2= 2.07 m^2 X2= 1.15 mA3= 0.32 m^2 X3= 0.4 m
2.538 m^2
Xg= 1.003926977 mYg= 0.801478855 m
C)Calculo de la estabilidad del anclaje:
calculo de ∑Fx y ∑Fy:
∑Fx= 3166.912203 kg-f coefici. Fric. Uf=(0.2 a 0.6)∑Fy= 2826.809268 kg-f
1.- Primera condicion de equilibrio:∑Fx= < Uf*∑Fy
3166.912203 < 1413.404634 OK! (cumple con la condicion)
2.- Aplicando la segunda condicion de equilibrio :∑M=0
Ry.X= 6183.031397 kg-f.mRY= 2826.809268 kg-f
X= 2.187282837 m
Wc=γc*Vc
∑A=
-2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500
-6000
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
PESO DE TUBERIA Y EL AGUA
FUERZA DE FRICCION
FUERZAS DE CAMBIO DE DIRECCION POR LA PRESION HIDROSTARICA
FUERZA DE LA FUEZRA DEL PESO DE LA TUBERIA ANTERIOR
FUERZA PARA LOS CAMBIOS DE DIRECCION
FUERZA DE FRICCION EN LA JUNTA
FUERZAS DE EXPANSIÓN GRACIAS A LAS JUNTAS DE EXPACION
FUERZA DE PRESION GRACIAS AL CAUDAL
FUERZA GRACIAS A EL CAMBIO D DIAMETRO
S=Ry/A*(1-+6e/b)
e= 1.037282837
Smin= 0.036849024 kg-f/cm^2Smax= -0.08004948 kg-f/cm^2
Smax. < Sadmisi. OK! (cumple con la condicion)-0.08004948 < 0.5kg-f/cm2 (asumiendo una resistencia del suelo)
3.- Ahora falta comprobar,bajo las mismas condiciones que sea estable para el caso en que la tuberia se contraiga.
- la fuerza F2 Y F6 cambia de sentido.
a) ∑Fx= 3180.906316 kg-fb) ∑Fy= -838.105462 kg-f
Condicion de equilibrio:
∑Fx= < Uf*∑Fy3180.906316 < -419.052731 OK!
∑M=0
Ry.X= 3263.694314 kg-f.mRY= -838.105462 kg-f
X= -3.89413321 m
S=Ry/A*(1-+6e/b)
e= -5.04413321
Smin= 0.003330002 kg-f/cm^2Smax= -0.00285962 kg-f/cm^2
Smax. < Sadmisi.-0.00285962 < 0.5kg-f/cm2 OK!
BASE DE FUERZAS
COMPONENTE ANGULO X Y
F1= 163.061694 24 66.32316604 148.9642699
F2= 1571.91473 30 1361.318089 785.9573652
F3= -5442.21788 24 -2213.54943 -4971.71342
F4= 768.4708531 30 665.5152808 384.2354265
F5= 0 30 0 0
F6= 2093 30 1812.59117 1046.5
F7= 944.04765 30 817.5692473 472.023825
F8= -0.00426341 24 -0.00173409 -0.00389482
F9= 0 30 0 0
2509.765789 -2134.03643
(ya que en dicho tramo se ha previsto de una junta de dilatacion.)
(ya que no hay reduccion de diametroen este tramo.)
-2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500
-6000
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
PESO DE TUBERIA Y EL AGUA
FUERZA DE FRICCION
FUERZAS DE CAMBIO DE DIRECCION POR LA PRESION HIDROSTARICA
FUERZA DE LA FUEZRA DEL PESO DE LA TUBERIA ANTERIOR
FUERZA PARA LOS CAMBIOS DE DIRECCION
FUERZA DE FRICCION EN LA JUNTA
FUERZAS DE EXPANSIÓN GRACIAS A LAS JUNTAS DE EXPACION
FUERZA DE PRESION GRACIAS AL CAUDAL
FUERZA GRACIAS A EL CAMBIO D DIAMETRO
(cumple con la condicion)
-2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500
-6000
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
PESO DE TUBERIA Y EL AGUA
FUERZA DE FRICCION
FUERZAS DE CAMBIO DE DIRECCION POR LA PRESION HIDROSTARICA
FUERZA DE LA FUEZRA DEL PESO DE LA TUBERIA ANTERIOR
FUERZA PARA LOS CAMBIOS DE DIRECCION
FUERZA DE FRICCION EN LA JUNTA
FUERZAS DE EXPANSIÓN GRACIAS A LAS JUNTAS DE EXPACION
FUERZA DE PRESION GRACIAS AL CAUDAL
FUERZA GRACIAS A EL CAMBIO D DIAMETRO
(cumple con la condicion)(asumiendo una resistencia del suelo)
Ahora falta comprobar,bajo las mismas condiciones que sea estable para el caso en que la
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