SIFON 2 AH

Download SIFON 2 AH

Post on 09-Nov-2014

13 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>FEBRERO 2013ANALISIS HIDRAULICO DEL SIFON No. 2 DEL CPMI DE LA DERIVADORA PIEDRAS BLANCAS CON ELARROYO xxxxxxx EN LA ZONA ESTE DEL POBLADO DENOMINADO FELIPE CARRILLOPUERTO.KM INICIO 21+450KM FINAL 21+682LONGITUD= 232NUMERO DE CONDUCTOS 2Q= 21.449 m3/sb= 4.000 mn= 0.014 adims= 0.00020 m/mt= 0.00 md= 2.4800 mv= 1.081 m/sA= 9.920 m2Pm= 8.960 mRh= 1.107 mbl= 0.270 mHT= 2.750 mCarga vel. 0.060 mE. especifica= 2.540 m-kg/kgT= 4.000 mNo. Froude= 0.219 adimRgimen SUBCRITICODimension del conductoSe propone una velocidad en el conducto de:vel. Prop.= 2.5 m3/srea del conductoA= 8.58 m2Dimetro del conductoD= 3.31 mUn conducto de este diametro es improcedente por lo que se recurrira a 2 conductosArea de cada conductoAc= 4.29 m2Dimetro del conductoD= 2.34 mSe propone usar 2 conductos a base de tubera marca COMECOP con las siguientes caracteristicasANALISIS HIDRAULICO DEL SIFON DEL CPMI DE LA DERIVADORA PIEDRAS BLANCAS CON ELARROYO DOLORES EN LA ZONA ESTE DEL POBLADO DENOMINADO FELIPE CARRILLOPUERTO.La continuacin de lasobras de modernizacion de la zona de riego de los mdulo 8 y 9 del DR 097, Lazaro Crdenas, Michoacn, implican la construccin del Canal Principal Margen Izquierda a partir del km 20+600, teniendo necesidad de cruzar el arroyo xxxxxx, se propone una estructura de sifn a base de tubera de concreto reforzado, para lo cual se realiza este anlisis hidulico.Datos hidrulicos del canal alimentador.POR CONDUCTODOS CONDUCTOSDametro Nominal 2500 Interior (Di) 2500 mm Exterior (De) 2860 mm 3.244 Campana (Dc) 3244 mm 1.622Longitud til (Lu) 5000 mm 3.244Longitud total (Lt) 5210 mm 4.244Enchufe (B) 180 mmLongitud campana (A) 1362 mmJuego (J) 20 mm Junta (D) 38 mmDeflexin mxima () 40 minPeso promedio (Tubo) 22000 kgDATOS HIDRAULICOS DEL SIFONQ= 21.449 m3/sn= 0.014D= 2.5 m (dos conductos)A= 9.817 m (dos conductos)P= 15.708 m (dos conductos)Rh= 0.625 m (dos conductos)Rh2/3= 0.731v= 2.185 m/shv= 0.243 mhf= 0.002 LLongitud de trancisin exteriorT= 8.300 mEspacio entre tubos= 1.000 mEspacios extremos= 0.300 mt= 8.088 m= 12.5ocot = 4.511Lte= 0.478 mDel Manual de Datos Tcnicos de Tubos de Concreto Pretensado de COMECOP en su pag. 20, segn Tabla 1. (Caractersticas de los tubos COMECOP).== o cott TL2Se adopta L=10 mLongitud de la trancisin interiorLti= 3.75 mSe adopta Lti= 3.75 mDeterminacin de las prdidas del sifn:Se aplicar Bernoulli de la seccin 1 a la seccin 6De la seccin 2 a la 1Elev. 1= 322.677Elev.2=Elev. 3= 321.526Elev.4=Elev. 5= 322.328Elev. 6= 323.477hts= prdidas por trancisin de salidaZ1= 1.151 md1= 2.480 mhv1= 0.060 msuponiendo d2= 3.6705b2= 8.088 mA2= 29.687 m2v2= 0.722 m/shv2= 0.027 mhts= 0.007 mComprobacin3.697 0.0003.697La longitud de la transicin interior para pasar de una seccin rectangular a una circular es igual a 1.5 veces el dimetro interior del conducto.= +2 2hv dhv . htsA = 2 0= + + +tsh hv d z1 1 1tsh hv d z hv d + + + = +1 1 1 2 2= 20ocot = 2.747cos = 0.940cos = 2.5DD= 2.660% de ahogamiento= 38.0% &gt; 10 %De la seccin 3 a la 2hs= prdidas por salidad3= 2.5 md2= 3.6705 mhv3= 0.243 mhv2= 0.027 mhs= 0.043 mP3/w= 0.997 mDe la seccin 4 a la 3d4= d3hv4= hv3Z4= 0.802hf= prdidas por friccinL= 232 mhf= 0.406 mhc= prdidas por codossh hv dwPhv d + + = + +2 233 3hv . hsA = 2 0ti c fh h hwPhv dwPhv d z + + + + + = + + +33 344 4 4) hv ( c hc cA=90c= 0.251= 19.97o2= 2.55o3= 17.48o4= 0.00o5= 0.00o6= 0.00ohvc= carga de velocidad en el conductohvc= 0.243 mhc1= 0.029 mhc2= 0.010 mhc3= 0.027 mhc4= 0.000 mhc5= 0.000 mhc6= 0.000 mhc total= 0.066 mPrdida por trancisin de salidaHaciendo una transformacin del rea rectangular a la entrada del conducto a una seccin circularA= 6.250 m22.821 mhti= Prdida por trancisin interior de salidaA2= rea de la tubera de mayor dimetroA2= 6.250 m2A1= rea de la tubera de menor dimetroA1= 4.909 m2k= coeficiente que depende del ngulo con que se efecta la ampliacinLti= 3.750 mtan = 0.086= 4.892oPara ngulos de 0 a 5 k= 0.14=H=AD4=||.|</p> <p>\| =gvkAAhti212212vg= velocidad en el tubo de mayor dimetrovg= 1.716 m/shti= 0.002 mPrdida por trancisin interior de entradahtie= prdida por trancisin interior de entradaK= coeficiente que depende del ngulo con que se efecta la reduccinPara ngulos de 0 a 5 k= 0.06vg= velocidad en el tubo de mayor dimetrohtie= 0.009 mP3/w= 0.997 mP4/w= 0.678 mDe la seccin 5 a la seccin 4hc= prdida por entradad4= 2.5 mhv4= 0.243 mP4/w= 0.678 m3.421 mSuponiendo d5= 3.411 mb5= 8.088 mA5= 27.588 m2v5= 0.777 m/shv5= 0.031 mhc= 0.021 mComprobacin3.421 0.0003.421De la seccin 6 a la seccin 5= =gvgk htie2243 4z hti hc hfwPwP + + + =chwPhv d hv d + + + = +444 5 5hv . hcA = 1 0= +ch hv d5 5= + +wPhv d44 4= +ch hv d5 5hte= Prdida por trancisin exterior de entradad5= 3.426 mhv5= 0.031 mZ6= 1.149 m2.308 mSuponiendo d6= 1.962 mA6= 7.848 m2v6= 2.733 m/shv6= 0.381 mhte= 0.035 mComprobacin3.492 0.0003.492Resumen de prdidasTrancisin de entrada= 0.035Entrada= 0.021Trancisin interior de entrada= 0.009Friccin= 0.406Codos= 0.066Transicin interior de salida= 0.002Salida= 0.043Transicin exterior de salida= 0.007h total= 0.589 mCarga topogrfica= 0.800 mCarga disponible= 0.211 mBernoulii entre la seccin 6 y la seccin 13.1433.128EL CLCULO ES CORRECTO !!!!!teh hv d hv d Z + + = + +5 56 6 6hv . hteA = 1 0= +teh hv d6 6= + +6 6 6hv d Z= +ch hv d5 5h hv d hv d Z + + = + +1 16 6 6= + +6 6hv d Z= + + h d Z1 1CAJA DE ENTRADA A LA ZONA DEL SIFON 21+450 DEL CPMILa condicin mas desfavorable de trabajo para los muros ser vaco en el interior y empuje de tierra en el exteriorLa condicin mas desfavorable de trabajo para la losa ser cuando este llena de agua.Geometra de la caja en la zona mas profunda dela mismaaltura interna=espesor muros arriba=espesor muros abajo=ancho interno=ancho superior=ancho inferior=El relleno se har con material permeable cuyas caractersticas son:Peso Vol. Seco= 1875 kg/m3 1.875 ton/m3Peso Vol. Sat.= 2025 kg/m3 2.025 ton/m3Angulo de friccin interna =25Cohesion C= 1000 kg/m2 1 ton/m3h= 4.05 m 3.50.577 0.406 0.4061.4236740 kg 50341.35 m 1.17M= 9099 kg-m 5873REACCIN NETA DEL TERRENOALTURA DE MUROS TOTALES ALTURA DE MUROS HASTA 3.5Peso de muros= 6264 kg Peso de muros= 5040Peso del agua= 28105 kg Peso del agua= 23870W= 4464 kg/m W= 3755EMPUJE DEL TERRENO=+=sensenk11= =221kh E = =3hYM= WL2/8= 33080 kg-m M= WL2/8= 27826M total= 32085 kg-m M total= 26918Vlosa=W x L/2= 17185 kg Vlosa=W x L/2= 14455DISEO DE LA LOSA DE CIMENTACIONSe usar concreto de fc= 250 kg/cm2acero fs= 2100 kg/cm2Constantes de clculofc = 250 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2fc = 0.45 fc = 112.5 kg/cm2 fs = 0.5 (fy)=2100 kg/cm2n =8.430.311 j = 1 k/3 = 0.896</p> <p> R = k j fc =15.69 kg/cm2DISEO DE LOSA HASTA QUE LOS MUROS ALCANCEN UNA ALTURA DE MUROS DE 3.5 mEntonces el momento se calcular como:M = R b d2 41 cm9 cm==c f EcEs' 15000 10 26=+=fc nfsk11= =b RMd= =b vVdvcSe propone: d= 40 cmr= 5 cmh= 45 cmACERO DE REFUERZOEN LA LOSA DE CIMENTACIONRefuerzo por momento negativoM = 26918 kg - m35.8cm2Utilizando varillas # 8 5.07 Se colocarn @ 14.2 14El momento positivo mximo es de M = 27825.9 kg -m37.0cm2Utilizando varillas # 8 5.07 Se colocarn @ 13.7 14El rea de acero mnima por cambios volumtricos es:As = 0.0018 b h =8.1cm2Utilizando varillas # 5 1.99 Se colocarn24.6 25DISEO DE LOSA HASTA QUE LOS MUROS ALCANCEN SU ALTURA TOTALEntonces el momento se calcular como:M = R b d2 45 cm12 cmSe propone: d= 45 cmr= 5 cmh= 50 cmACERO DE REFUERZOEN LA LOSA DE CIMENTACION, as= cm2, as= cm2, as= cm2cm2= =b RMd= =b vVdvc= =b vVdvc= =d j fsMAs= =d j fsMAs~~~~Refuerzo por momento negativoM = 32085 kg - m37.9cm2Utilizando varillas # 8 5.07 Se colocarn @ 13.4 13El momento positivo mximo es de M = 33080.2 kg -m39.1cm2Utilizando varillas # 8 5.07 Se colocarn @ 13.0 13El rea de acero mnima por cambios volumtricos es:As = 0.0018 b h =9cm2Utilizando varillas # 5 1.99 Se colocarn22.1 20DISEO DEL MURO ZONA INFERIORDeterminacin del espesor y acero de refuerzo del muroDiseo de la seccin Clculo del peralte24.08 cmSe adopta un peralte efectivo de 25 cm y un recubrimiento de 5 cm d = 25 cmr= 5 cmh = 30 cmRevisin por cortanteEl esfuerzo permisible al cortante es: 8.4De los clculos anteriores, V =Er = 6740 kg2.70 kg/cm2 &lt; al esfuerzo permisible al cortante Acero principal por momento, as= cm2, as= cm2, as= cm2cm2= =d j fsMAs= =d j fsMAs~~~~= =RbMd= = c f vd' 53 . 0= =bdVv19.34 cm2Considerando varillas del N6a = 2.850 cm214.7 cmSe colocarn varillas del N 6,@ 15 cmAcero por temperaturaAs = 0.0018 b h =5.40 cm2Considerando varillas del N4a = 1.267 cm223.5 cmSe colocarn varillas del N4,@ 20 cmDISEO DEL MURO ZONA SUPERIORSe supone un muro de 2 metros de alturah= 3.5 m5034 kg1.17 mM= 5873 kg-mDeterminacin del espesor y acero de refuerzo del muroDiseo de la seccin Clculo del peralte19.35 cm= =d j fsMAs= =AsaS100= =AsaS100= =RbMd= =221kh E = =3hYSe adopta un peralte efectivo de 10 cm y un recubrimiento de 5 cm d = 25 cmr= 5 cmh = 30 cmRevisin por cortanteEl esfuerzo permisible al cortante es: 8.4De los clculos anteriores, V =Er = 5034 kg2.01 kg/cm2 &lt; al esfuerzo permisible al cortante Acero principal por momento12.48 cm2Considerando varillas del N5a = 1.979 cm215.9 cmSe colocarn varillas del N 5,@ 15 cmAcero por temperaturaAs = 0.0018 b h =5.40 cm2Considerando varillas del N4a = 1.267 cm223.5 cmSe colocarn varillas del N4,@ 20 cmEn este caso se propone dejar la seccin del muro con las dimensiones y armado encontrados en en diseo del muro en la zona inferior.= = c f vd' 53 . 0= =bdVv= =d j fsMAs= =AsaS100= =AsaS100La condicin mas desfavorable de trabajo para los muros ser vaco en el interior y empuje de tierra en el exterioraltura 1= 4.35 maltura 2= 0 mespesor losa= 0.3 maltura interna= 4.05 maltura total 4.35 mespesor muros arriba= 0.3 mespesor muros abajo= 0.3 mancho interno= 7.7 mancho superior= 8.3 mancho inferior= 8.3 mm 4.05 3.5kg 6661 4805 kgm 1.22 1.03 mkg-m 8105 4965 kg-mmkgkgkg/mEMPUJE DEL TERRENO EMPUJE DEL AGUA kg-mkg-mkglecho superiorlecho inferiorlongitudinalmentelecho superiorlecho inferiorlongitudinalmentekg/cm2kg/cm2 </p>