anejo iii.- cÁlculos mecÁnicos de...
TRANSCRIPT
ANEJO III.- CÁLCULOS MECÁNICOS DE
CONDUCCIONES
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 2
ÍNDICE
1. ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES……………...............3
1.1. CÁLCULOS MECÁNICOS DE LAS CONDUCCIONES…………………........3
1.2. CARACTERISTICAS DEL TERRENO………………………………….............3
1.3. HERRAMIENTA DE CÁLCULO…………………………………………….....,.,.3
1.4. MEMORIA DE CÁLCULO…………………………………………………………4
1.5. LISTADOS DE CALCULO………………………………………………….........16
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 3
1. ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES
1.1. CÁLCULOS MECÁNICOS DE LAS CONDUCCIONES
Es importante realizar el cálculo mecánico de las conducciones enterradas para valorar los
esfuerzos mecánicos que se transmiten a la tubería por la acción de las distintas cargas
externas actuantes. Además de los condicionantes fundamentales de su propio servicio, el
factor estático y resistente constituye, evidentemente, la limitación más importante, en cuanto
a la propia implantación de los conductos.
Para el cálculo mecánico de tuberías se ha empleado la norma UNE 53.331 IN.
A continuación se adjuntan los resultados del cálculo para las siguientes tuberías:
Tubería de PVC de presión diámetro 110 PN 16 colocado en zanjas compartidas 2 tubos
en paralelo..
Tubería PVC Corrugado doble pared diámetro 250 de conducción de gravedad.
Tubería PVC de saneamiento diámetro 315.
Los resultados de dichos cálculos fueron válidos para las condiciones de instalación de las
distintas tuberías.
1.2. CARACTERISTICAS DEL TERRENO
Según el informe geotécnico presentado en este proyecto, los rellenos realizados en la parcela
donde se situará la EDAR son de origen antrópicos y su nivel de expansividad es relativamente
bajo.
Referente al grado de cohesión del terreno hemos introducido un terreno medianamente
cohesivo, se indica que incluimos en este tipo de terreno las gravas y arenas poco arcillosas o
limosas. Porcentajes de finos con un diámetro menor o igual a 0.06mm, entre el 15% y el 40 %
y los limos poco plásticos, aumentando así el nivel de seguridad.
El informe geotécnico nos indica que en los estudios realizados sobre el terreno, será éste de,
medianamente, compacto a compacto.
Estas características se han tenido en cuenta a la hora de realizar el estudio del cálculo
mecánico de las conducciones.
1.3. HERRAMIENTA DE CÁLCULO.
Para el cálculo de la resistencia mecánica de las conducciones se ha utilizado el programa
Asetub PVC.
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 4
Este programa de cálculo de acciones sobre tuberías plásticas enterradas está basado en el
Informe UNE 53.331:1997 IN "Tuberías de poli (cloruro de vinilo) (PVC) no plastificado y
polietileno (PE) de alta y media densidad" para el cálculo mecánico y en el Informe UNE
53.959:2002 IN "Plásticos. Tubos y accesorios de material termoplástico para el transporte de
líquidos a presión. Cálculo de pérdida de carga" para el cálculo de pérdida de carga.
Ha sido realizado por la Asociación Española de Fabricantes de Tubos y Accesorios Plásticos
(AseTUB) y por el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, IETcc (Consejo
Superior de Investigaciones Científicas, CSIC).
Se ha utilizado la Versión 2.1 2006
1.4. MEMORIA DE CÁLCULO.
Para el cálculo de las conducciones se ha tomado como base de diseño lo expuesto en la
norma UNE 53.331 IN para el cálculo de afecciones sobre tuberías plásticas enterradas. A
continuación se describen los cálculos realizados.
. Instalación bajo zanja o terraplén
. Determinación de la presión vertical de las tierras.
qv = mCzΔH
qv es la presión vertical sobre el tubo debido a la carga de tierras (KN/m2)
m es el factor de concentración de la presión vertical (véase formula más adelante)
Cz es el coeficiente de carga de las tierras en zanja o bajo terraplén
H es la altura del recubrimiento por encima de la generatriz superior del tubo
Cz se calcula mediante las ecuaciones siguientes:
Cz=1 para 0≤β<ρ
90
C11C 90z
z
para ρ≤β< 90
donde '
1
tgK)B/H(2
90ztgK)B/H(2
e1C
'1
m se calcula mediante las siguientes ecuaciones:
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 5
3
m4
D
B
3
1mm 1
n
1
para 1 ≤ B/Dn ≤ 4
m=m1 para 4 ≤ B/Dn ≤ ρ
En cualquier caso, m debe ser: m ≤ 1 + 4 tg ρ
m1 se calcula mediante las siguientes ecuaciones:
0
0ms
0
00m
sm
1
m1
V)1m(V
m1
Vm)1m(Vm
m
donde
2
20
K3
K4m
25.0P
P)K1(V
j
j2
0
(Pj > 0.25)
K2 se da en la tabla 1 y Pj=1 para los dos tipos de apoyo A y B considerados.
)25.0P(E
E6.1
P
62.0
D
H
)25.0P(E
E2.2
P
5.3
D
H
1m
j4
1
jnj4
1
j
nm
2v
jt
sEC
PSV
3
m
t
tr
e
12
ES
es la rigidez del tubo a corto o largo plazo (N/mm2)
donde:
2
eDr nm
es el radio medio del tubo en metros
es el módulo de elasticidad en flexión transversal del tubo a corto o largo plazo
El coeficiente para obtener la deformación vertical del diámetro del tubo, ΔDv, se obtiene de la
ecuación siguiente:
3
m4n 1
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 6
donde:
|Cv| es el valor absoluto del coeficiente de deformación vertical del tubo (Dv)
Cv1 es el factor de deformación vertical debido a qv (véase tabla 2)
Cv2 es el factor de deformación debido a qht (véase tabla 2)
δ es el coeficiente de reacción del relleno de la cama del tubo, que se calcula con la siguiente
expresión:
2hts
1h
CV
C
donde:
Ch1 es el factor de deformación horizontal debido a qv
Ch2 es el factor de deformación horizontal debido a qht
Vts es el coeficiente de rigidez del sistema tubo - suelo y tiene por expresión:
sh
t
tsS
SV
donde Ssh es la rigidez horizontal del relleno hasta la clave del tubo (N/mm2)
Ssh = 0.6ξE2
ξ es el factor de corrección calculado por la siguiente expresión:
3E
E1
D
B361.0662.11
D
B
1D
B639.0662.1
2
nn
n
donde:
E1, E2, E3 y E4 son los módulos de compresión en las diferentes zonas del relleno y de la zanja
(véase tabla 3)
Tabla 1.Coeficiente de empuje lateral de las tierras de relleno
Grupo de suelo K1 K2
G1.No cohesivo 0.5 0.4
G2.Poco cohesivo 0.5 0.3
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 7
G3.Medianamente cohes. 0.5 0.2
G4.Cohesivo 0.5 0.1
Tabla 2. Factores de deformación
Ángulo de apoyo
Cv1 Ch1 Cv2 Ch2
60 -0.1053 0.1026 0.0640 -0.0658
90 -0.0966 0.0956 0.0640 -0.0658
120 -0.0893 0.0891 0.0640 -0.0658
180 -0.0833 0.0833 0.0640 -0.0658
Tabla3: Módulos de compresión en función del tipo de suelo (N/mm2) y la compactación
proctor normal (%)
G. Suelo 85% 90% 92% 95% 97% 100%
G1 2.5 6 9 16 23 40
G2 1.2 3 4 8 11 20
G3 0.8 2 3 5 8 14
G4 0.6 1.5 2 4 6 10
Determinación de la presión lateral de las tierras (qht).
qht = (qv - qvt)
qh = nK2CzH
3
m4n 1
donde:
qh es la presión lateral del relleno el tubo (KN/m2)
n es el factor de concentración de la presión lateral del suelo
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 8
K2 es el coeficiente de empuje lateral de las tierras de relleno
qht es la reacción máxima lateral del suelo a la altura del centro del tubo (KN/m2)
es el coeficiente de reacción del relleno de la cama del tubo
H1 es la altura del recubrimiento por encima de la generatriz superior del tubo, hasta el nivel
natural del suelo.
Hterr es la altura del terraplén
m1 se calcula con la expresión apuntada en el apartado de la determinación de la presión
vertical de cargas.
Instalación en zanja terraplenada.
Determinación de la presión vertical de las tierras.
qv = mzCz1H1 + mtCn2Hterr
qv y Cz tienen el mismo significado que en el de la determinación de la presión vertical de
cargas, calculándose, por tanto, con las mismas expresiones.
mz y mt son los factores de concentración de la presión vertical en zanja y terraplén,
respectivamente.
Cn es el coeficiente de carga de las tierras en zanja terraplenada
1 y 2 son los pesos específicos de las tierras de relleno en zanja y terraplén respectivamente.
Cn = 1 para 0
)C1(90
1C 90nn
para 0
siendo
'11 tgK)B/H(2
90n eC
Determinación de la presión lateral de las tierras.
qht = (qv - qh)
qh = nK2(Cz1H1 + Cn2Hterr)
3
m4n 1
Instalación de dos conducciones en la misma zanja.
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 9
Si los tubos están situados al mismo nivel, las presiones verticales de tierra sobre ambos tubos
se calculan utilizando la ecuación dada en el apartado de la determinación de la presión
vertical de cargas., es decir, ambas instalaciones se consideran como dos instalaciones bajo
zanja, utilizando en cada caso el valor de H que corresponda (H1 y H2)
Determinación de la presión lateral de las tierras (qht). utilizando en cada caso el valor de H
correspondiente (H1 Y H2)
Si los tubos están situados a distinto nivel, las presiones verticales de tierras para el tubo
situado en el nivel superior (el cual se considera bajo zanja) se calcula con las ecuaciones del
apartado de la determinación de la presión vertical de cargas. y para el tubo situado en el nivel
inferior (el cual se considera bajo zanja terraplenada) se emplean las ecuaciones del apartado
de la determinación de la presión vertical de tierras.
Las presiones laterales, en este caso se calcularan con las ecuaciones del determinación de la
presión lateral de tierras, en el caso del tubo situado en el nivel superior para el situado en el
nivel inferior (la altura del terraplén es Hterr).
Determinación de la presión vertical debida a las sobrecargas.
Sobrecargas concentradas.
La presión vertical sobre un tubo enterrado debida a las sobrecargas concentradas se calculará
mediante la siguiente expresión:
Pvc = Pc Cc
Donde:
Pvc es la presión vertical sobre el tubo debida a las sobrecargas concentradas (KN/m2)
Pc es el valor de la sobrecarga concentrada, en KN. En caso de vehículos, se toma la sobrecarga
máxima por rueda.
φ es el coeficiente de impacto para sobrecargas móviles
Cc es el coeficiente de carga para sobrecargas concentradas, dada por la siguiente expresión:
I
H
1
X
1
X
1
X
HD2
XX
XH2arcsen
D
2
D
1C
2
321
n
32
1
nn
c
siendo:
X1 = 4H2 + Dn2 + 1
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 10
X2 = 4H2 + 1
X3 = 4H2 + Dn2
donde:
Dn es el diámetro nominal del tubo (m)
H es la altura del relleno sobre la generatriz superior del tubo (m). Si el tubo está instalado
bajo una zona pavimentada, H se sustituye por He (altura equivalente), la cual se calcula
mediante la expresión:
32f2
31f1
31
e EhEhE
9.0HH
donde:
H es la altura del recubrimiento de tierra por encima de la generatriz superior del tubo, hasta
la parte inferior del firme (m). En caso de zanja terraplenada: H=H1+Hterr
E1 es el módulo de compresión del relleno de la zanja por encima de la zona de influencia del
tubo (N/mm2)
h1 y h2 son los espesores de la primera y segunda capa del firme (m)
Ef1 y Ef2 son los módulos de compresión de la primera y segunda capa de firme (N/mm2)
ΣI depende de la situación de otras sobrecargas concentradas en las proximidades de la
vertical del tubo. En el caso de vehículos, depende de la distancia entre ruedas (a) y de la
distancia entre ejes (b)
Para camiones de dos ejes:
5.2225.2225.222
5
HcHbHa2
H3I
Para el caso de camiones de tres ejes:
5.2225.2225.222
5
Hc2Hb2Ha2
H3I
Las ecuaciones para el cálculo de ΣI son válidas cuando las cargas por eje son iguales. En caso
contrario, el segundo y el tercer término entre corchetes deben multiplicarse por la relación de
cargas entre el eje menos cargado y el más cargado
Sobrecargas repartidas
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 11
La presión vertical sobre un tubo enterrado, debida a una sobrecarga repartida, se calculará
mediante la siguiente ecuación:
Pvr = CdPd
Donde:
Pvr es la presión vertical sobre el tubo debida a las sobrecargas repartidas (KN/m2)
Cd es el coeficiente de carga para sobrecargas repartidas
Pd es el valor de la sobrecarga repartida (KN/m2)
es el coeficiente de impacto para los distintos tipos de vehículos
Cálculo de la deformación.
La variación del diámetro vertical:
m
t
hvt
vv r2S
qqCD
St ha de venir expresada en kN/m2
La deformación relativa:
m
vvr2
100D
este valor debe ser menor o igual al 5% a largo plazo
Determinación de las solicitaciones.
Determinación de los momentos flectores circunferenciales.
a) Por carga vertical, qvt
Mqvt = mqvtqvtrm2
Donde:
mqvt es el coeficiente de momento
b) Por carga horizontal, qh
Mqh= mqhqhrm2
Donde:
mqh es el coeficiente de momento
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 12
c) Por reacción horizontal, qht
Mqht = mqhtqhtrm2
Donde:
mqht es el coeficiente de momento
d) Por peso propio del tubo, t
Mt = mt1erm2
Donde:
mt es el coeficiente de momento
1 es el peso específico del material del tubo (KN/m3). Para el PVC es 14.6 y para el PE 9.5
e es el espesor del tubo (m)
e) Por el peso del agua, considerando el tubo lleno
Ma = maarm2
Donde:
ma es el coeficente de momento
f) Por la presión del agua, Pa
i
e
2
i
2
e
ei
ereipar
rln
rr
rr
2
1rr)PP(M
donde:
Pi es la presión interior del agua (KN/m2)
Pe es la presión exterior del agua, referida al eje del tubo (KN/m2)
ri es el radio interior del tubo(m)
re es el radio exterior del tubo (m)
El momento flector total será igual a :
M = Mqvt + Mqh + Mqht + Mt + Ma + Mpa
Para cada caso debe calcularse el momento flector en clave, riñones y base.
.Determinación de las fuerzas axiles.
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 13
a) Por carga vertical, qvt
Nvt = nvtqvtrm2
Donde:
nvt es el coeficiente de momento
b) Por carga horizontal, qh
Nqh= nqhqhrm2
Donde:
nqh es el coeficiente de momento
c) reacción horizontal, qht
Nqht = nqhtqhtrm2
Donde:
nqht es el coeficiente de momento
d) peso propio del tubo, t
Nt = nt1erm2
Donde:
nt es el coeficiente de momento
1 es el peso específico del material del tubo (KN/m3). Para el PVC es 14.6 y para el PE 9.5
e es el espesor del tubo (m)
e) Por el peso del agua, considerando el tubo lleno
Na = maarm2
Donde:
na es el coeficiente de momento
f) Por la presión del agua, Pa
i
e
2
i
2
e
ei
ereipar
rln
rr
rr
2
1rr)PP(N
donde:
Pi es la presión interior del agua (KN/m2)
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 14
Pe es la presión exterior del agua, referida al eje del tubo (KN/m2)
ri es el radio interior del tubo(m)
re es el radio exterior del tubo (m)
El momento flector total será igual a :
N = Nqvt + Nqh + Nqht + Nt + Na + Npa
Para cada caso debe calcularse el momento flector en clave, riñones y base.
Cálculo de los esfuerzos tangenciales máximos
10W
100M
S
Nk
donde:
M es la suma de momentos por unidad de longitud
N es la suma de fuerzas axiles por unidad de longitud
S es el área de la sección longitudinal de la pared del tubo por unidad de longitud (cm2/cm)
S = 100e
W es el momento resistente de la sección (cm3/cm)
W = 100e2/6
k es un factor de corrección por curvatura, que tiene en cuenta las fibras periféricas
ki, y las exteriores, ke
m
kir
e
3
11
m
ker
e
3
11
Dimensionado
Verificación del esfuerzo tangencial
t
donde:
t es el valor del esfuerzo tangencial de diseño a flexión - tracción
PVC(corto plazo)=90N/mm2 PE(corto plazo)=30N/mm2
PVC(largo plazo)=50N/mm2 PE(largo plazo)=14.4N/mm2
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 15
Comprobación de la estabilidad dimensional. Cálculo de la presión crítica de colapsado
Cálculo de la presión del terreno
shtSS2critqvt
El coeficiente de seguridad al aplastamiento es:
vt
vt
1q
critq
Cálculo de la presión exterior del agua
critpe = dSt
donde:
d es el coeficiente de penetración
El coeficiente de seguridad al aplastamiento resulta:
e
e
2P
critP
Donde:
Pe es la presión exterior del agua, o presión hidrostática, referida al eje del tubo (N/mm2), que
se calcula :
3naae 10
2
DHP
donde:
a es el peso específico del agua (10 KN/m3)
Ha es la altura del nivel freático sobre la clave del tubo (m)
Dn es el diámetro nominal del tubo (m)
Acción simultánea de la presión del suelo y del agua externa
e
e
vt
vt
3
critP
P
critq
q
1
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 16
1.5. LISTADOS DE CÁLCULOS.
A continuación se exponen los listados de cálculo obtenidos del programa Asetub
CÁLCULO MECANICO TUBERÍA DE PVC DIÁMETRO 400 DE
SANEAMIENTO CORRUGADA
RESULTADO DEL CÁLCULO MECÁNICO: INSTALACIÓN VÁLIDA
(Si se aplican en la instalación los parámetros especificados en el cálculo)
Coeficiente de seguridad empleado en el cálculo: A (> 2.5)
1. Características del tubo y la instalación.
TIPO DE CONDUCCIÓN: SANEAMIENTO SIN PRESIÓN (Tubos según norma UNE-EN 1.456)
Instalacion en: ZANJA
Material del tubo: PVC-U
Presión nominal: bar (entre paréntesis, PN no habitual)
Diámetro nominal: Dn = 400 mm
Espesor: e=9.8 mm
Diámetro interior: di= 380.4 mm
Radio medio: Rm= 195.1 mm
Módulo de elasticidad: Et(lp)=1750 N/mm2 , Et(cp)=3600 N/mm2
Peso específico: P.esp.=14 kN/m3
Esfuerzo tang. máximo: Sigma-t(lp)= 50 N/mm2 , Sigma-t(cp)=90 N/mm2
Nota: Las propiedades del material se han obtenido del informe UNE 53.331 IN
Presión agua interior: Pi = bar
Presión agua exterior: Pe= .02 bar
Altura de la zanja: H1=1.5 m
Anchura de la zanja: B1=1.2 m
Ángulo de inclinacion de la zanja: Beta=80º
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 17
Apoyo sobre fondo de zanja o suelo natural (Tipo B)
Ángulo de apoyo: 2alfa=60º
Tipo de relleno: Medianamente cohesivo
Tipo de suelo: Medianamente cohesivo
Relleno de la zanja compactado por capas solo en la zona del tubo
Peso especifico de la tierra de relleno: Y1=20 kN/m3
Módulos de compresión del relleno: E1=0.8 N/mm2 E2= 0.8 N/mm2
Módulos de compresión del terreno: E3=0.8 N/mm2 E4= 0.8 N/mm2
Sobrecargas concentradas debidas a tráfico: LIGERO (<12t)
Número de ejes de los vehículos: 2
Distancia entre ruedas: a=2 m
Distancia entre ejes: b=3 m
Sobrecarga concentrada: Pc=40 kN
Sobrecarga repartida: Pd=10 kN
Altura 1ª capa de pavimentación: h1=0.05 m
Altura 2ª capa de pavimetación: h2=0.2 m
Módulos de compresión de las capas: Ef1=20000 N/mm2 Ef2= 15000 N/mm2
2. Determinación de las acciones sobre el tubo
2.1. Presión vertical de las tierras.
Debida a las tierras: qv=21,42303 kN/m2
Debida a sobrecargas concentradas: Pvc=1,55843 kN/m2
Debida a sobrecargas repartidas: Pvr=2,58624 kN/m2
Presión vertical total sobre el tubo: qvt=25,56771 kN/m2
2.2. Presión lateral de las tierras
Reacción máxima lateral del suelo
a la altura del centro del tubo: qht=16,23305 kN/m2
2.3. Deformación Relativa: dv=4,73066 % --ADMISIBLE: cumple <= 5%
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 18
2.4. Momento flector total (M)
En Clave: M (Clave)=0,13907 kN m/m
En Riñones: M (Riñones)=-0,13219 kN m/m
En Base: M (Base)=0,2438kN m/m
2.5. Fuerza axil total (N)
En Clave: N (Clave)=-2,29964 kN m/m
En Riñones: N (Riñones)= kN m/m
En Base: N (Base)=kN m/m
2.6. Esfuerzos tangenciales máximos.
En Clave: 8,57843 kN/mm2
En Riñones: -8,66521 kN/mm2
En Base: 15,25167 kN/mm2
2.7. Verificación del esfuerzo tangencial( coef. de seguridad a rotura)
En Clave: 5,82857 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Riñones: 5,7702 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Base: 3,27833 --ADMISIBLE: cumple >2.5
2.8. Estabilidad (Coeficientes de seguridad al aplastamiento).
Debido al terreno: 7,36784 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido a la presión ext. de agua :33,87643 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido al terreno y al agua: 6,05166 --ADMISIBLE: cumple >2.5
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 19
CÁLCULO MECANICO TUBERÍA DE PVC DIÁMETRO 315 DE SANEAMIENTO CORRUGADA
RESULTADO DEL CÁLCULO MECÁNICO: INSTALACIÓN VÁLIDA
(Si se aplican en la instalación los parámetros especificados en el cálculo)
Coeficiente de seguridad empleado en el cálculo: A (> 2.5)
1. Características del tubo y la instalación.
TIPO DE CONDUCCIÓN: SANEAMIENTO SIN PRESIÓN (Tubos según norma UNE-EN 1.456)
Instalacion en: ZANJA
Material del tubo: PVC-U
Presión nominal: bar (entre paréntesis, PN no habitual)
Diámetro nominal: Dn = 500 mm
Espesor: e=14.6 mm
Diámetro interior: di= 470.8 mm
Radio medio: Rm= 242.7 mm
Módulo de elasticidad: Et(lp)=1750 N/mm2 , Et(cp)=3600 N/mm2
Peso específico: P.esp.=14 kN/m3
Esfuerzo tang. máximo: Sigma-t(lp)= 50 N/mm2 , Sigma-t(cp)=90 N/mm2
Nota: Las propiedades del material se han obtenido del informe UNE 53.331 IN
Presión agua interior: Pi = 8 bar
Presión agua exterior: Pe= 0 bar
Altura de la zanja: H1=3.5 m
Anchura de la zanja: B1=3 m
Ángulo de inclinacion de la zanja: Beta=85º
Apoyo sobre fondo de zanja o suelo natural (Tipo B)
Ángulo de apoyo: 2alfa=120º
Tipo de relleno: Medianamente cohesivo
Tipo de suelo: Poco cohesivo
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 20
Relleno de la zanja compactado por capas solo en la zona del tubo
Peso especifico de la tierra de relleno: Y1=20 kN/m3
Módulos de compresión del relleno: E1=20 N/mm2 E2= 20 N/mm2
Módulos de compresión del terreno: E3=20 N/mm2 E4= 20 N/mm2
Sobrecargas concentradas debidas a tráfico: LIGERO (<12t)
Número de ejes de los vehículos: 2
Distancia entre ruedas: a=2 m
Distancia entre ejes: b=3 m
Sobrecarga concentrada: Pc=40 kN
Sobrecarga repartida: Pd= kN
Zona no pavimentada
Firme irregular
2. Determinación de las acciones sobre el tubo
2.1. Presión vertical de las tierras.
Debida a las tierras: qv=36,5191 kN/m2
Debida a sobrecargas concentradas: Pvc=5,44838 kN/m2
Debida a sobrecargas repartidas: Pvr=0 kN/m2
Presión vertical total sobre el tubo: qvt=41,96748 kN/m2
2.2. Presión lateral de las tierras
Reacción máxima lateral del suelo
a la altura del centro del tubo: qht=31,6581 kN/m2
2.3. Deformación Relativa: dv=0,56138 % --ADMISIBLE: cumple <= 5%
2.4. Momento flector total (M)
En Clave: M (Clave)=0,17369 kN m/m
En Riñones: M (Riñones)=-0,1104 kN m/m
En Base: M (Base)=0,21998kN m/m
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 21
2.5. Fuerza axil total (N)
En Clave: N (Clave)=177,68191 kN m/m
En Riñones: N (Riñones)= kN m/m
En Base: N (Base)=kN m/m
2.6. Esfuerzos tangenciales máximos.
En Clave: 17,16615 kN/mm2
En Riñones: 8,90126 kN/mm2
En Base: 18,4861 kN/mm2
2.7. Verificación del esfuerzo tangencial( coef. de seguridad a rotura)
En Clave: 2,91271 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Riñones: 5,61718 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Base: 2,70474 --ADMISIBLE: cumple >2.5
2.8. Estabilidad (Coeficientes de seguridad al aplastamiento).
Debido al terreno: 29,41445 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido a la presión ext. de agua :196,96247 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido al terreno y al agua: 25,59246 --ADMISIBLE: cumple >2.5
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 22
CÁLCULO MECANICO TUBERÍA DE PVC DIÁMETRO 200
RESULTADO DEL CÁLCULO MECÁNICO: INSTALACIÓN VÁLIDA
(Si se aplican en la instalación los parámetros especificados en el cálculo)
Coeficiente de seguridad empleado en el cálculo: A (> 2.5)
1. Características del tubo y la instalación.
TIPO DE CONDUCCIÓN: SANEAMIENTO SIN PRESIÓN (Tubos según norma UNE-EN 1.456)
Instalacion en: ZANJA
Material del tubo: PVC-U
Presión nominal: bar (entre paréntesis, PN no habitual)
Diámetro nominal: Dn = 200 mm
Espesor: e=5.9 mm
Diámetro interior: di= 188.2 mm
Radio medio: Rm= 97.05 mm
Módulo de elasticidad: Et(lp)=1750 N/mm2 , Et(cp)=3600 N/mm2
Peso específico: P.esp.=14 kN/m3
Esfuerzo tang. máximo: Sigma-t(lp)= 50 N/mm2 , Sigma-t(cp)=90 N/mm2
Nota: Las propiedades del material se han obtenido del informe UNE 53.331 IN
Presión agua interior: Pi = 8 bar
Presión agua exterior: Pe= 0 bar
Altura de la zanja: H1=1,8 m
Anchura de la zanja: B1=1 m
Ángulo de inclinación de la zanja: Beta=90º
Apoyo sobre fondo de zanja o suelo natural (Tipo B)
Ángulo de apoyo: 2alfa=180º
Tipo de relleno: Medianamente cohesivo
Tipo de suelo: Poco cohesivo
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 23
Relleno de la zanja compactado por capas solo en la zona del tubo
Peso especifico de la tierra de relleno: Y1=20 kN/m3
Módulos de compresión del relleno: E1=20 N/mm2 E2= 20 N/mm2
Módulos de compresión del terreno: E3=20 N/mm2 E4= 2 N/mm2
Sobrecargas concentradas debidas a tráfico: LIGERO (<12t)
Número de ejes de los vehículos: 2
Distancia entre ruedas: a=2 m
Distancia entre ejes: b=3 m
Sobrecarga concentrada: Pc=40 kN
Sobrecarga repartida: Pd= kN
Zona no pavimentada
Firme irregular
2. Determinación de las acciones sobre el tubo
2.1. Presión vertical de las tierras.
Debida a las tierras: qv=23,77143 kN/m2
Debida a sobrecargas concentradas: Pvc=10,64762 kN/m2
Debida a sobrecargas repartidas: Pvr=0 kN/m2
Presión vertical total sobre el tubo: qvt=34,41906 kN/m2
2.2. Presión lateral de las tierras
Reacción máxima lateral del suelo
a la altura del centro del tubo: qht=22,38945 kN/m2
2.3. Deformación Relativa: dv=0,48853 % --ADMISIBLE: cumple <= 5%
2.4. Momento flector total (M)
En Clave: M (Clave)=0,03439 kN m/m
En Riñones: M (Riñones)=-0,02441 kN m/m
En Base: M (Base)=0,0349kN m/m
2.5. Fuerza axil total (N)
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 24
En Clave: N (Clave)=72,13338 kN m/m
En Riñones: N (Riñones)= kN m/m
En Base: N (Base)=kN m/m
2.6. Esfuerzos tangenciales máximos.
En Clave: 18,26053 kN/mm2
En Riñones: 7,8178 kN/mm2
En Base: 18,36368 kN/mm2
2.7. Verificación del esfuerzo tangencial( coef. de seguridad a rotura)
En Clave: 2,73815 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Riñones: 6,39566 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Base: 2,72277 --ADMISIBLE: cumple >2.5
2.8. Estabilidad (Coeficientes de seguridad al aplastamiento).
Debido al terreno: 36,43634 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido a la presión ext. de agua :505,39484 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido al terreno y al agua: 33,98612 --ADMISIBLE: cumple >2.5
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 25
LISTADOS DEL CALCULO MECANICO PARA LA TUBERÍA PVC DN 160
RESULTADO DEL CÁLCULO MECÁNICO: INSTALACIÓN VÁLIDA
(Si se aplican en la instalación los parámetros especificados en el cálculo)
Coeficiente de seguridad empleado en el cálculo: A (> 2.5)
1. Características del tubo y la instalación.
TIPO DE CONDUCCIÓN: SANEAMIENTO SIN PRESIÓN (Tubos según norma UNE-EN 1.456)
Instalacion en: ZANJA
Material del tubo: PVC-U
Presión nominal: bar (entre paréntesis, PN no habitual)
Diámetro nominal: Dn = 160 mm
Espesor: e=4 mm
Diámetro interior: di= 152 mm
Radio medio: Rm= 78 mm
Módulo de elasticidad: Et(lp)=1750 N/mm2 , Et(cp)=3600 N/mm2
Peso específico: P.esp.=14 kN/m3
Esfuerzo tang. máximo: Sigma-t(lp)= 50 N/mm2 , Sigma-t(cp)=90 N/mm2
Nota: Las propiedades del material se han obtenido del informe UNE 53.331 IN
Presión agua interior: Pi = 4 bar
Presión agua exterior: Pe= .04 bar
Altura de la zanja: H1=2.55 m
Anchura de la zanja: B1=1 m
Ángulo de inclinación de la zanja: Beta=85º
Apoyo sobre material granular compactado (Tipo A)
Ángulo de apoyo: 2alfa=90º
Tipo de relleno: Medianamente cohesivo
Tipo de suelo: Medianamente cohesivo
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 26
Relleno de la zanja compactado por capas en toda la altura
Peso especifico de la tierra de relleno: Y1=20 kN/m3
Módulos de compresión del relleno: E1=2 N/mm2 E2= 2 N/mm2
Módulos de compresión del terreno: E3=2 N/mm2 E4= 2 N/mm2
Sobrecargas concentradas debidas a tráfico: LIGERO (<12t)
Número de ejes de los vehículos: 2
Distancia entre ruedas: a=2 m
Distancia entre ejes: b=3 m
Sobrecarga concentrada: Pc=40 kN
Sobrecarga repartida: Pd= kN
Zona no pavimentada
2. Determinación de las acciones sobre el tubo
2.1. Presión vertical de las tierras.
Debida a las tierras: qv=24,16595 kN/m2
Debida a sobrecargas concentradas: Pvc=6,38106 kN/m2
Debida a sobrecargas repartidas: Pvr=0 kN/m2
Presión vertical total sobre el tubo: qvt=30,54702 kN/m2
2.2. Presión lateral de las tierras
Reacción máxima lateral del suelo
a la altura del centro del tubo: qht=20,36546 kN/m2
2.3. Deformación Relativa: dv=2,69142 % --ADMISIBLE: cumple <= 5%
2.4. Momentos flectores circunferenciales.
2.4.1. Debidos a la presión vertical total sobre el tubo (Mqvt)
En Clave: Mqvt (Clave)=0,05092 kN m/m
En Riñones: Mqvt (riñones)=-0,05185 kN m/m
En Base: Mqvt (Base)=0,05836 kN m/m
2.4.2. Debidos a la presión lateral del relleno sobre el tubo (Mqh)
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 27
En Clave: Mqh (Clave)=-0,01013 kN m/m
En Riñones: Mqh (Riñones)=0,01013 kN m/m
En Base: Mqh (Base)=-0,01013 kN m/m
2.4.3. Debidos a la reacción máxima lateral del suelo a la altura del centro del tubo (Mqht)
En Clave: Mqht (Clave)=-0,02243 kN m/m
En Riñones: Mqht (Riñones)=0,02577 kN m/m
En Base: Mqht (Base)=-0,02243 kN m/m
2.4.4. Debidos al propio peso del tubo (Mt)
En Clave: Mt (Clave)=0,00014 kN m/m
En Riñones: Mt (Riñones)=-0,00017 kN m/m
En Base: Mt (Base)=0,00022kN m/m
2.4.5. Debidos al peso del agua (Ma)
En Clave: Ma (Clave)=0,001 kN m/m
En Riñones: Ma(Riñones) = -0,00115kN m/m
En Base: Ma (Base)=0,00152 kN m/m
2.4.6. Debidos a la presión del agua (Mpa)
En Clave: Mpa (Clave)=0,00052 kN m/m
En Riñones: Mpa (Riñones)=0,00052 kN m/m
En Base: Mpa (Base)=0,00052 kN m/m
2.4.7. Momento flector total (M)
En Clave: M (Clave)=0,02003 kN m/m
En Riñones: M (Riñones)=-0,01676 kN m/m
En Base: M (Base)=0,02806kN m/m
Programa ASETUB PVC
Versión 2.1
Informe de resultados de cálculo mecánico
Página 3 de 3
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 28
2.5. Fuerzas axiles.
2.5.1. Debidas a la presión vertical total sobre el tubo (Nqvt)
En Clave: Nqvt (Clave)=0,12628 kN m/m
En Riñones: Nqvt (riñones)=-2,38267 kN m/m
En Base: Nqvt (Base)=-0,12628 kN m/m
2.5.2. Debidas a la presión lateral del relleno sobre el tubo (Nqh)
En Clave: Nqh (Clave)=-0,51927 kN m/m
En Riñones: Nqh (Riñones)=0 kN m/m
En Base: Nqh (Base)=-0,51927 kN m/m
2.5.3. Debidas a la reacción máxima lateral del suelo a la altura del centro del tubo (Nqht)
En Clave: nqht (Clave)=-0,91657 kN m/m
En Riñones: Nqht (Riñones)=0 kN m/m
En Base: Nqht (Base)=-0,91657 kN m/m
2.5.4. Debidas al propio peso del tubo (Nt)
En Clave: Nt (Clave)=0,00145 kN m/m
En Riñones: Nt (Riñones)=-0,00686 kN m/m
En Base: Nt (Base)=-0,00145kN m/m
2.5.5. Debidas al peso del agua (Na)
En Clave: Na (Clave)=0,04058 kN m/m
En Riñones: Na (Riñones)=0,01308 kN m/m
En Base: Na (Base)=0,0811 kN m/m
2.5.6. Debidas a la presión del agua (Npa)
En Clave: Npa (Clave)=29,4784 kN m/m
En Riñones: Npa(Riñones) = 29,4784kN m/ m
En Base: Npa (Base)=29,4784 kN m/m
2.5.7. Fuerza axil total (N)
En Clave: N (Clave)=28,21088 kN m/m
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 29
En Riñones: N (Riñones)=27,10195 kN m/m
En Base: N (Base)=27,99593kN m/m
2.6. Esfuerzos tangenciales máximos.
En Clave: 14,69109 kN/mm2
En Riñones: 0,59968 kN/mm2
En Base: 17,70261 kN/mm2
2.7. Verificación del esfuerzo tangencial( coef. de seguridad a rotura)
En Clave: 3,40342 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Riñones: 83,37799 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Base: 2,82444 --ADMISIBLE: cumple >2.5
2.8. Estabilidad (Coeficientes de seguridad al aplastamiento).
Debido al terreno: 10,05839 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido a la presión ext. de agua :42,8588 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido al terreno y al agua: 8,14651 --ADMISIBLE: cumple >2.5
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 30
LISTADOS DEL CÁLCULO MECÁNICO PARA LA TUBERÍA PVC DN 110
TIPO DE CONDUCCIÓN: SANEAMIENTO SIN PRESIÓN (Tubos según norma UNE-EN 1.456)
1. Características del tubo y la instalación
Instalacion en: ZANJA
Material del tubo: PVC-U
Presión nominal: bar (entre paréntesis, PN no habitual)
Diámetro nominal: Dn = 110 mm
Espesor: e=3.2 mm
Diámetro interior: di= 103.6 mm
Radio medio: Rm= 53.4 mm
Módulo de elasticidad: Et(lp)=1750 N/mm2 , Et(cp)=3600 N/mm2
Peso específico: P.esp.=14 kN/m3
Esfuerzo tang. máximo: Sigma-t(lp)= 50 N/mm2 , Sigma-t(cp)=90 N/mm2
Nota: Las propiedades del material se han obtenido del informe UNE 53.331 IN
Presión agua interior: Pi = 4 bar
Presión agua exterior: Pe= .04 bar
Altura de la zanja: H1=2.55 m
Anchura de la zanja: B1=1 m
Ángulo de inclinacion de la zanja: Beta=85º
Apoyo sobre material granular compactado (Tipo A)
Ángulo de apoyo: 2alfa=90º
Tipo de relleno: Medianamente cohesivo
Tipo de suelo: Medianamente cohesivo
Relleno de la zanja compactado por capas en toda la altura
Peso especifico de la tierra de relleno: Y1=20 kN/m3
Módulos de compresión del relleno: E1=2 N/mm2 E2= 2 N/mm2
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 31
Módulos de compresión del terreno: E3=2 N/mm2 E4= 2 N/mm2
Sobrecargas concentradas debidas a tráfico: LIGERO (<12t)
Número de ejes de los vehículos: 2
Distancia entre ruedas: a=2 m
Distancia entre ejes: b=3 m
Sobrecarga concentrada: Pc=40 kN
Sobrecarga repartida: Pd= kN
Zona no pavimentada
2. Determinación de las acciones sobre el tubo
2.1. Presión vertical de las tierras.
Debida a las tierras: qv=25,38461 kN/m2
Debida a sobrecargas concentradas: Pvc=6,38328 kN/m2
Debida a sobrecargas repartidas: Pvr=0 kN/m2
Presión vertical total sobre el tubo: qvt=31,7679 kN/m2
2.2. Presión lateral de las tierras
Reacción máxima lateral del suelo
a la altura del centro del tubo: qht=19,55483 kN/m2
2.3. Deformación Relativa: dv=2,41312 % --ADMISIBLE: cumple <= 5%
2.4. Momento flector total (M)
En Clave: M (Clave)=0,01074 kN m/m
En Riñones: M (Riñones)=-0,00909 kN m/m
En Base: M (Base)=0,01457kN m/m
2.5. Fuerza axil total (N)
En Clave: N (Clave)=19,08363 kN m/m
En Riñones: N (Riñones)= kN m/m
En Base: N (Base)=kN m/m
2.6. Esfuerzos tangenciales máximos.
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 32
En Clave: 12,43575 kN/mm2
En Riñones: 0,5297 kN/mm2
En Base: 14,6686 kN/mm2
2.7. Verificación del esfuerzo tangencial( coef. de seguridad a rotura)
En Clave: 4,02067 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Riñones: 94,39278 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Base: 3,40864 --ADMISIBLE: cumple >2.5
2.8. Estabilidad (Coeficientes de seguridad al aplastamiento).
Debido al terreno: 12,21726 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido a la presión ext. de agua :63,9948 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido al terreno y al agua: 10,25876 --ADMISIBLE: cumple >2.5
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 33
LISTADOS DEL CÁLCULO MECÁNICO PARA LA TUBERÍA PVC DN 90
RESULTADO DEL CÁLCULO MECÁNICO: INSTALACIÓN VÁLIDA
(Si se aplican en la instalación los parámetros especificados en el cálculo)
Coeficiente de seguridad empleado en el cálculo: A (> 2.5)
1.- Características del tubo y la instalación.
TIPO DE CONDUCCIÓN: SANEAMIENTO SIN PRESIÓN (Tubos según norma UNE-EN 1.456)
Instalacion en: ZANJA
Material del tubo: PVC-U
Presión nominal: bar (entre paréntesis, PN no habitual)
Diámetro nominal: Dn = 90 mm
Espesor: e=3.2 mm
Diámetro interior: di= 83.6 mm
Radio medio: Rm= 43.4 mm
Módulo de elasticidad: Et(lp)=1750 N/mm2 , Et(cp)=3600 N/mm2
Peso específico: P.esp.=14 kN/m3
Esfuerzo tang. máximo: Sigma-t(lp)= 50 N/mm2 , Sigma-t(cp)=90 N/mm2
Nota: Las propiedades del material se han obtenido del informe UNE 53.331 IN
Presión agua interior: Pi = 4 bar
Presión agua exterior: Pe= .04 bar
Altura de la zanja: H1= 1 m
Anchura de la zanja: B1=0.75 m
Ángulo de inclinación de la zanja: Beta=85º
Apoyo sobre material granular compactado (Tipo A)
Ángulo de apoyo: 2alfa=90º
Tipo de relleno: Medianamente cohesivo
Tipo de suelo: Medianamente cohesivo
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 34
Relleno de la zanja compactado por capas en toda la altura
Peso especifico de la tierra de relleno: Y1=20 kN/m3
Módulos de compresión del relleno: E1=2 N/mm2 E2= 2 N/mm2
Módulos de compresión del terreno: E3=2 N/mm2 E4= 2 N/mm2
Sobrecargas concentradas debidas a tráfico: LIGERO (<12t)
Número de ejes de los vehículos: 2
Distancia entre ruedas: a=2 m
Distancia entre ejes: b=3 m
Sobrecarga concentrada: Pc=40 kN
Sobrecarga repartida: Pd= kN
Zona no pavimentada
2. Determinación de las acciones sobre el tubo
2.1. Presión vertical de las tierras.
Debida a las tierras: qv=12,11751 kN/m2
Debida a sobrecargas concentradas: Pvc=27,49475 kN/m2
Debida a sobrecargas repartidas: Pvr=0 kN/m2
Presión vertical total sobre el tubo: qvt=39,61225 kN/m2
2.2. Presión lateral de las tierras
Reacción máxima lateral del suelo
a la altura del centro del tubo: qht=7,7761 kN/m2
2.3. Deformación Relativa: dv=2,71839 % --ADMISIBLE: cumple <= 5%
2.4. Momento flector total (M)
En Clave: M (Clave)=0,01701 kN m/m
En Riñones: M (Riñones)=-0,01636 kN m/m
En Base: M (Base)=0,0201kN m/m
2.5. Fuerza axil total (N)
En Clave: N (Clave)=15,82617 kN m/m
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 35
En Riñones: N (Riñones)= kN m/m
En Base: N (Base)=kN m/m
2.6. Esfuerzos tangenciales máximos.
En Clave: 15,21123 kN/mm2
En Riñones: -4,8214 kN/mm2
En Base: 17,01527 kN/mm2
2.7. Verificación del esfuerzo tangencial( coef. de seguridad a rotura)
En Clave: 3,28705 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Riñones: 10,37042 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Base: 2,93854 --ADMISIBLE: cumple >2.5
2.8. Estabilidad (Coeficientes de seguridad al aplastamiento).
Debido al terreno: 13,37241 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido a la presión ext. de agua :106,33874 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido al terreno y al agua: 11,87864 --ADMISIBLE: cumple >2.5
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 36
LISTADOS DEL CALCULO MECANICO PARA LA TUBERÍA PVC DN 75
RESULTADO DEL CÁLCULO MECÁNICO: INSTALACIÓN VÁLIDA
(Si se aplican en la instalación los parámetros especificados en el cálculo)
Coeficiente de seguridad empleado en el cálculo: A (> 2.5)
1.- Características del tubo y la instalación.
TIPO DE CONDUCCIÓN: SANEAMIENTO SIN PRESIÓN (Tubos según norma UNE-EN 1.456)
Instalacion en: ZANJA
Material del tubo: PVC-U
Presión nominal: bar (entre paréntesis, PN no habitual)
Diámetro nominal: Dn = 75 mm
Espesor: e=3.2 mm
Diámetro interior: di= 68.6 mm
Radio medio: Rm= 35.9 mm
Módulo de elasticidad: Et(lp)=1750 N/mm2 , Et(cp)=3600 N/mm2
Peso específico: P.esp.=14 kN/m3
Esfuerzo tang. máximo: Sigma-t(lp)= 50 N/mm2 , Sigma-t(cp)=90 N/mm2
Nota: Las propiedades del material se han obtenido del informe UNE 53.331 IN
Presión agua interior: Pi = 4 bar
Presión agua exterior: Pe= .04 bar
Altura de la zanja: H1=0.93 m
Anchura de la zanja: B1=0.6 m
Ángulo de inclinacion de la zanja: Beta=85º
Apoyo sobre material granular compactado (Tipo A)
Ángulo de apoyo: 2alfa=90º
Tipo de relleno: Medianamente cohesivo
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 37
Tipo de suelo: Medianamente cohesivo
Relleno de la zanja compactado por capas en toda la altura
Peso especifico de la tierra de relleno: Y1=20 kN/m3
Módulos de compresión del relleno: E1=2 N/mm2 E2= 2 N/mm2
Módulos de compresión del terreno: E3=2 N/mm2 E4= 2 N/mm2
Sobrecargas concentradas debidas a tráfico: LIGERO (<12t)
Número de ejes de los vehículos: 2
Distancia entre ruedas: a=2 m
Distancia entre ejes: b=3 m
Sobrecarga concentrada: Pc=40 kN
Sobrecarga repartida: Pd= kN
Zona no pavimentada
2. Determinación de las acciones sobre el tubo
2.1. Presión vertical de las tierras.
Debida a las tierras: qv=13,08226 kN/m2
Debida a sobrecargas concentradas: Pvc=27,50997 kN/m2
Debida a sobrecargas repartidas: Pvr=0 kN/m2
Presión vertical total sobre el tubo: qvt=40,59223 kN/m2
2.2. Presión lateral de las tierras
Reacción máxima lateral del suelo
a la altura del centro del tubo: qht=6,51127 kN/m2
2.3. Deformación Relativa: dv=2,0639 % --ADMISIBLE: cumple <= 5%
2.4. Momento flector total (M)
En Clave: M (Clave)=0,01239 kN m/m
En Riñones: M (Riñones)=-0,01178 kN m/m
En Base: M (Base)=0,01454kN m/m
2.5. Fuerza axil total (N)
PFC. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES IGNACIO CALVO RUBIALES
DEPARTAMENTO INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS DE LA INGENIERÍA Página 38
En Clave: N (Clave)=13,00482 kN m/m
En Riñones: N (Riñones)= kN m/m
En Base: N (Base)=kN m/m
2.6. Esfuerzos tangenciales máximos.
En Clave: 11,5825 kN/mm2
En Riñones: -2,99563 kN/mm2
En Base: 12,83791 kN/mm2
2.7. Verificación del esfuerzo tangencial( coef. de seguridad a rotura)
En Clave: 4,31686 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Riñones: 16,691 --ADMISIBLE: cumple >2.5
En Base: 3,89472 --ADMISIBLE: cumple >2.5
2.8. Estabilidad (Coeficientes de seguridad al aplastamiento).
Debido al terreno: 17,3456 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido a la presión ext. de agua :130,74818 --ADMISIBLE: cumple >2.5
Debido al terreno y al agua: 15,31398 --ADMISIBLE: cumple >2.5