memoria

1. PROYECTO:
FECHA: ene-12
PERIODO DE DISEÑO
Periodo de vida util T: 20 AÑOS
POBLACION ACTUAL
Nº DE VIVIENDAS:
PUERTO PISANA: 428
TOTAL VIVIENDAS: 428
Hab/vivienda: 4 hab
Población Actual Pa: 1712 hab
POBLACION FUTURA O DE DISEÑO
Donde:
Población actual Pa: 1712 hab
Coeficiente de crecimiento anual r: 18 x mil hab
Periodo de diseño t: 20 años
Población futura Pf: 2328 hab
DOTACIÓN
Domestico:
MINSA: ZONAS RURALES
Costa: Norte 70 Lts/hab/dia
sur 60 Lts/hab/dia
Sierra: >1500 msnm 50 Lts/hab/dia
<1500 msnm 60 Lts/hab/dia
Selva: 70 Lts/hab/dia
RNE: Clima frio: 180 Lts/hab/dia
Clima templado/calido: 220 Lts/hab/dia
Lotes <90 m2
Clima frio: 120 Lts/hab/dia
Clima templado/calido: 150 Lts/hab/dia
CALCULO DE CAUDALES Y VOLUMEN DE RESERVORIO
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y
ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE PUERTO PISANA DISTRITO
DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN MARTIN
)
1000
.
1(
tr
PP af
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2. ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD
Costa: 50 Lts/hab/dia
Sierra: 40 Lts/hab/dia
Selva: 60 Lts/hab/dia
2000 hab. Pequeñas Ciudades: 100 Lts/hab/dia
Asumimos Dotación Dot: 150 Lts/hab/dia
Comercial:
Consumo Promedio por conexión: 70 m3/mes/conexión
Número de conexiones: 15
Total: 0.41 Lts/seg
Otros (Colegios, puestos de salud,etc):
Consumo Promedio por conexión: 160 m3/mes/conexión
Número de conexiones: 7
Total: 0.43 Lts/seg
CALCULO DE CAUDALES DE DISEÑO Y VARIACIONES DE CONSUMO
Consumo Promedio Anual
Domestico
Qp1: 4.04 Lts/seg
Comercial:
Qp2: 0.41 Lts/seg
Otros:
Qp3: 0.43 Lts/seg
Qp: 4.88 Lts/seg
Consumo Máximo Diario
K1: 1.30
Qmd: 6.34 Lts/seg
Consumo Máximo Horario:
K2: 2.00
Qmh: 9.76 Lts/seg
86400
.DotP
Q F
P
Pmd QKQ .1
Pmh QKQ .2
Pag. 2 de 3

3. CALCULO DE VOLUMEN DE RESERVORIO
Volumen de Rerservorio:
Porcentaje de almacenamiento P: 25 %
Volumen de almacen.: 137.00 m3
150.00
Reservorio Vol. Calcu. Vol. Real
1 (existente) 50.00 50
2 (nuevo) 100.00 100
150.00
RESERVORIO N° 02
Volum.: 100.00 M3
Dimensiones: RECTANGULAR
Largo: 5.00 m.
Ancho 5.00 m.
Alto: 4.00 m.
altura libre: 0.30 m.
Alto total: 4.30
Asumimos:
Largo: 5.00 m.
Ancho 5.00 m.
Alto: 4.80 m.
Dimensiones: CIRCULAR
Diámetro: 6.00 m.
Altura: 3.54 m.
Asumimos:
Diámetro: 6.00 m.
Altura: 4.00 m.
Distribución de Reservorios
xPxQVr md 40.86
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4. PROYECTO:
FECHA: ene-12
DATOS BASICOS:
Factor de retorno:
C= 0.8
Población futura:
Pf: 2328 hab
Dotación:
Dot: 150 Lts/hab/dia
Comercial:
Qp2= 0.41 Lts/seg
Otros:
Qp3= 0.43 Lts/seg
K1= 1.2
K2= 1.5
K= 1.8
Longitud Total de Tuberias:
L= 6808.24 ml
CALCULO DE CAUDALES DE DISEÑO
Caudal medio:
Domestico
Qp1: 3.23 Lts/seg
Comercial:
Qp2: 0.41 Lts/seg
Otros:
Qp3: 0.43 Lts/seg
Qp: 4.07 Lts/seg
CALCULO DE CAUDALES DE AGUAS RESIDUALES
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y
ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE PUERTO PISANA
DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN MARTIN
86400
.. DotPC
Q F
med
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5. Caudal Máximo Horario:
Qmh: 7.33 Lts/seg
Caudal de infiltración:
Qi= 0.5000 Lts/seg/Km
Qi= 0.0005 Lts/seg/ml
Qit= 3.40 Lts/seg
Caudal de Entradas ilicitas:
Qe= 10.00 % Qmh
Qe= 0.73 Lts/seg
Caudal de Diseño:
Qd=Qmh+Qit+Qe
Qd= 11.46 Lts/seg
Caudal por tramos en la red:
Qu= Qd/L
Qu= 0.0017 Lts/seg/ml
Caudal minimo en la tuberia:
Qmin= 1.50 Lts/seg
Pmh QKQ .
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6. PROY:
1. Datos Generales
Qmax= 10.67 m3/s Caudal maximo de diseño
Qmin= 0.02 m3/s Caudal minimo
Q= 0.00634 m3/seg Caudal de derivacion
S= 0.07 m/m Pendiente del Cauce del Rio.
n= 0.045 coeficiente de Manning para el cauce del Rio,
b= 8.00 m. Ancho de encausamiento (Se debe cuidar las condiciones naturales).
2. Tirante normal del Rio dentro de los muros de encausamiento
Seccion Rectangular
S= 0.07 m/m
n= 0.04 Asumimos menos que el rio por que los bordes seran menos rugosas que el fondo
Formula de Manning:
Calculamos Y por tanteos:
Y= 0.4020 m. Tirante normal
A= 3.216 m2 Area Hidraulica
P= 8.804 m Perimetro mojado
R= 0.37 m Radio Hidraulico.
Qprueba= 10.69 m3/seg Caudal calculado por la formula de Manning
Qreal= 10.67 m3/seg Caudal Real
Error: -0.020967448
3. Diseño del Canal de Limpia
Velocidad requerida para Iniciar el arrastre:
c= 3.2 Para arena y grava
d= 0.2 m. diametro del grano mayor
Vo= 2.15 m/s
Ancho del Canal de limpia:
Q= Caudal a discurrir en el canal de limpia Q=2*Qder= 0.01268 m3/seg
Vo= Velocidad de arrastre Vo= 2.15 m/seg
g= Aceleracion de la gravedad
B= 0.01 m.
No debe ser menor que: b/10= 0.8 m.
Asumimos: B= 0.80 m.
Pendiente del canal de limpia:
Ic= Pendiente del canal de limpia
n= 0.025 Coeficiente de Mannig
g= 9.81 m/s2
q= 0.01585 m3/seg/m caudal unitario
Ic= 0.020 m/m
DISEÑO DE BOCATOMA CON PRESA DERIVADORA
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE
PUERTO PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN MARTIN
dn
3H
h
P
d1
d2
e0.90
1.5D
dn
LdPerfilBanqueta o solado
Colchon disipador
Escollera
Nivel cauce
Nivel Normal
Nivel minimo
PERFIL BARRAJE-PRESA DERIVADORA
Nivel hidrostatico
Vn2/2g
C
C1
Cn
Co
2/13/2
.
1
SRA
n
Q
2/1
5.1 cdVo
9/2
9/102
q
gn
Ic
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7. Modificacion de los parametros:
Qbarra= 10.66366 m3/seg Suponemos que en algun momento el canal de limpia estara cerrada
Longitud del Barraje= 7.2 m.
4. Diseño de la Toma o Captacion
Diseño de las rejillas
Perdida de Carga:
H= Perdida de carga en pulgadas
T= 0.125 espesor de la platina en pulgadas
V= 3.28 Velocidad de ingreso a travez de la rejilla en pies/seg
A= 90.00 Angulo de la rejilla con la horizontal
B= 0.00 Angulo de aproximacion
D= 2.50 Separacion entre ejes de cada platina en pulgadas
H= 0.0355209 Pulg
H= 0.00090223 m.
Ventana de Captacion:
Formula de Vertedero:
Q= 0.00634 m3/seg Caudal a derivar
c= 1.84 Coeficiente de Vertedero
L= 0.10 m. Longitud de la ventana.
h= 0.11 m. Altura de la ventana de captacion
ht=h+H= 0.11 m. Altura total mas perdidas.
5.Diseño del Barraje Vertedero o Azud
Altura del barraje vertedero
Co= Cota de la cresta del barraje
C= 0.00 msnm Cota del lecho detras del barraje
ho= 0.60 m Altura necesaria para evitar el ingreso de material
h= 0.11 m. Altura de la ventana de captacion.
0.20 m Para corregir efectos de oleaje.
Co= 0.91 m.
Carga de agua sobre al cresta del vertedero:
Capacidad de descarga del Vertedor:
Q= 10.66366 m3/seg Descarga
C= 2.18 Coeficiente de descarga
L= 7.2 m. Longitud del barraje
Se calcula verificando con la tabla.
H= 0.77 m.
P= 0.91 m Altura del barraje
P/H= 1.17
Forma de la cresta del barraje vertedero.
Perfil teorico:
H= 0.77 m.
R1= 0.386 X1= 0.135243452
Perfil de la US. Bureau of Reclamation R2= 0.155 X2=
X Y
0 0.00
0.1 -0.01
0.2 -0.03
0.3 -0.07
0.4 -0.11
0.5 -0.17
0.6 -0.24
0.7 -0.32
0.8 -0.41
0.9 -0.51
1 -0.62
1.1 -0.74
1.2 -0.87
1.3 -1.01
1.4 -1.16
1.5 -1.32
1.6 -1.48 Relacion del perfil sugerido: 1: 1.5
Ubicación de la Ordenada en el disipador: 0.214 m.
6.Diseño del Solado o Colchon Disipador
Calculo de d1 ( Tirante al pie del Barraje Vertedero):
V1= Velocidad al pie del Talud
C: Cota del terreno en O.
C1: Cota del colchon disipador
P: Altura del barraje
H= Altura de lamina vertiente
d1: Tirante del rio al pie del talud.
hf: Perdida por friccion entre 0-1
Vh: Velocidad en la cresta del barraje.
-2.00
-1.80
-1.60
-1.40
-1.20
-1.00
-0.80
-0.60
-0.40
-0.20
0.00
X
8/15
2
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32.1 BSecASen
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2/3
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20.0 hhoCCo
YHX 85.085.1
0.2
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3/2
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§
CL
Q
H
Pag. 2 de 5

8. C-C1= 0.95 m.
P= 0.91 m.
H= 0.77 m.
Esta formula debe verificarse para el caudal dado. Vh=Q/(HL)= 1.92 m/s
hf= 0.02 m.
Variar d1 hasta obtener dos V1 muy parecidos d1= 0.21 m Prueba
V1= 7.12588417 m/seg
V1=Q/A= 7.05268519 m/seg
Error: -0.07319899
Calculo del Tirante conjugado d2:
d1= 0.210 m
V1= 7.09 m/seg
Y= 0.402 m. Tirante normal
r= 0.95 m.
d2= 1.37 m.
Y+r= 1.352 m.
error= 0.014 m. Aceptable.
Calculo de la longitud del colchon disipador.
d1= 0.21 m
Schoklitsch: d2= 1.37 m.
L=5(d2-d1)= 5.78 m.
Safranez:
L=6d1F1 6.22 m
F1=V1/(gd2)^0.5= 4.94 Numero de Froude
US Bureau of Reclamation:
L=4d2= 5.463 m.
Asumimos: L= 6.20 m.
Longitud de la Banqueta o Solado:
Ho= 0.77
Lb=3Ho= 2.32 m.
Asumimos: Lb= 2.35 m.
Calculo del control de infiltracion:
Formula de Lane: Lw=ch
c: Coeficiente de Lane.
h: Diferencia de Carga hidrostatica
c= 6 Arenas de tamaño mediano.
h= 0.50
Lw= 3.03 m.
Tomaremos una pantalla de:Lw= 3.00 m.
Calculo del Espesor del Colchon disipador:
T: Espesor del solado
h: 0.50 m Carga hidrostatica
ß= 2300 kg/m3 Peso especifico del colchon
γ= 1000 Kg/m3 Peso especifico del agua
T= 0.52 m
Asumimos: T= 0.55 m
7. Diseño del Muro de Encausamiento
Hm=P+Ho+BL P= 0.91 m Altura del barraje
Ho= 0.77 m Carga sobre el barraje
BL= 0.5 m Borde libre para muros.
Hm= 2.18 m Altura del muro.
Asumimos: Hm= 2.20 m
Longitud aguas Arriba:
Longitud de la curva de remanso: L=2h/Io
h= 0.05 Sobreelevacion del tirante normal
Io= 0.06771329 Pendiente del cauce del rio
Lm= 1.41774239 m
Longitud aguas abajo. Terminara en el extremo de la poza de disipacion
Profundidad de Socavacion
q= 1.48 m3/s/m Caudal unitario
q= 15.942 pies3/seg/pie
f= 5 Material rocoso
Ps= 3.33 pies
Ps= 1.02 m
2/1
2
111 ))
2
(2( f
H
h
g
V
dHPCCgV
g
V
h H
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2
1.0
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1
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d
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1
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J
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3/12
pies
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§
Pag. 3 de 5

9. 1.05 m.
8. Diseño del Enrocado de Proteccion o Escollera
Ls: Longitud de escollera
C= 4 Coeficiente de Bligh. Arena gruesa, gravas.
q= 1.48 m3/s/m Caudal unitario.
Db= 0.91 m.
D1= 0.50 m.
Ls= 1.41 m.
Asumimos Ls= 1.45 m.
9. Diseño del Desarenador.
Dimensiones: Asumimos los siguientes datos:
Dd= 0.3 m. Profundidad de decantacion.
f= 2 Factor de seguridad
Vh= 0.1 m/s Velocidad en el desarenador
Vd= 0.01 m/s Velocidad de Decantacion para particulas
de arena 0.5 mm.
Q= 0.00634 m3/seg Caudal en el canal.
W= 0.21 m. Ancho del desarenador
Ld= 6.00 m Longitud del desarenador
Asumimos: W= 0.60 m
Ld= 6.00 m
Capacidad del Tanque colector:
S= 0.05 Kg/m3 Capacidad de transporte de sedimentos.
Tl= 60 dias Frecuencia de limpia
Cs= 1643.328 Kg Cantidad de sedimento
Da= 2600 Kg/m3 Densidad de la Arena.
Vol= 0.63 m3 Volumen del sedimento.
Capacidad del tanque: Ct= 1.26 m3 Considerando una densidad de
acumulacion del 50%
Profundidad de recoleccion:
Dr= 0.35 m.
Asumimos: Dr= 0.35 m.
Canal de transicion: Q= 0.00634 m3/seg
bt= 0.2 m. Ancho Seccion Rectangular.
S= 0.07 m/m Pendiente del canal
n= 0.015 Coeficiente de Manning
Y= 0.02 m. Tirante. Cambiar hasta que el error sea pequeño.
A= 0.004 m2 Area hidraulica
P= 0.24 m. Perimetro mojado
R= 0.016666667 m. Radio Hidraulico
Q rea= 0.006 m3/seg
Q Calculado= 0.005 m3/seg
Error: 0.001812364
V= 1.59 m/s Velocidad. aceptable
Borde Libre= 0.5 m. Para corregir demasias antes del aliviadero
Altura Canal= 0.52 m. Altura total del Canal.
Asumimos: B= 0.20 m. Ancho canal.
H= 0.60 m. Altura total del canal.
Longitud de Transicion: B1= 0.20 m Ancho canal transicion
B2= 0.60 m. Ancho del desarenador.
Lt= 0.80 m. Longitud de la transicion de entrada.
Asumimos: 0.80 m
Longitud de transicion de salida:
Ls= 0.40 m. Longitud de transicion de salida
Asumimos: 0.40 m.
Profundidad de cimentacion Ps=
¸
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¹
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§
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§
112.16.0
2/1
1
2/1
1
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VhDd
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Ld .
TSQCs ..
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Ct
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.
2/13/2
.
1
SRA
n
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10. 122 BBLt
12 BBLs
Pag. 4 de 5

11. 9. Diseño del Aliviadero de Demasias.
Se colocara en el Desarenador.
W= 0.60 m. Ancho del desarenador.
Q= 0.00634 m3/seg Caudal de diseño
V= 0.1 m/seg Velocidad en el desarenador.
%Q= 30 % Porcentaje de incremento de caudal.
Qd= 0.008242 m3/seg Caudal de avenida
d1= 0.11 m. Tirante normal
d2= 0.14 m. Tirante de avenida
hc= 0.03 m. Carga en el vertedero.
Qev= 0.001902 m. Caudal a evacuar.
Ecuacion del vertedero Standar:
Q= 0.001902 m3/seg Caudal a evacuar,
Cw= 1.6 Coeficiente de descarga
hc= 0.03 m Carga del vertedero.
Lv= 0.21 m. Longitud del aliviadero
Asumiremos: Lv= 0.50 m Ya que su construccion no implica demasiados costos.
10. Diseño de la Compuerta Reguladora.
Q= 0.00634 m3/seg Caudal que debe pasar por la compuerta
C= 0.80 Coeficiente de descarga.
V= 2.50 m/s Velocidad de diseño recomendado.
h= 0.32 m. Diferencia de niveles entre aguas arriba y abajo de la comp.
A= 0.00317 m2. Area de abertura de la compuerta.
Bc= 0.20 m. Ancho de compuerta. Asumimos igual al ancho del canal.
H= 0.02 m. Altura de la abertura de la compuerta.
VW
Q
d
2/3
... chLvCwQ

12. CAVghCAQ
2/1
2
Pag. 5 de 5

13. OBRA:
TRAMO DESARENADOR - SEDIMENTADOR
DATOS DE DISEÑO
Q= 6.34 Lts/seg Caudal de Diseño
C= 150 Material de la Tuberia
Cota Entrada= 550.38 msnm Captación
Cota Salida= 529.02 msnm Caja rompe presión Nº 01
Longitud Total= 989.84 mts
P min= 0 mts. Presion minima de Salida
CALCULO DEL DIAMETRO
J= 0.022 m/m
D= 3.06 pulg
Usaremos D1= 4 pulg
D2= 4 pulg
Carga disponible total: H= 21.36 m.
D1= 4 pulg J1= 0.006 m/m
V1= 0.78 m/s
0.031 m.
D2= 4 pulg J2= 0.006 m/m
V2= 0.78 m/s
0.031 m.
Longitudes de Tuberias= L1= 989.84 m. D1= 4 pulg
L2= 0.00 m. D2= 4 pulg
DISEÑO DE LINEA DE CONDUCCION
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE,
DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE PUERTO
PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN
MARTIN
54.063.2
2785.0 JxCDQ
L
PNN
J .min21
g
V
2
2
1
g
V
2
2
2
Pag. 1 de 3

14. VERIFICACION DE LAS PERDIDAS
a) Perdidas por cambio de dirección
Codos Horizontales:
Codos Cantidad Alt. Velo. Perdidas
90 5 0.03 0.04
45 5 0.03 0.03
22 1/2 29 0.03 0.11
11 1/4 0 0.03 0.00
Total: 0.18
Codos Verticales:
Codos Cantidad Alt. Velo. Perdidas
90 5 0.03 0.04
45 5 0.03 0.03
22 1/2 29 0.03 0.11
11 1/4 0 0.03 0.00
Total: 0.18
Perdidas Total: 0.36 m.
b) Perdidas por Valvula de Control:
Valvula de Compuerta Abierta K= 0.2
Numero de Valvulas= 2
V1= 0.78 m/seg
V2= 0.78 m/seg
hf= 0.01 m.
c) Perdidas por entrada normal al tubo:
0.02 m.
d) Perdidas en la Te:
de paso directo (Purga): K= 0.6
Cantidad: 2
De paso lateral (Salida lateral): K= 1.3
Cantidad: 2
hf= 0.12 m.
g
V
khf
2
2
g
V
hf
2
5.0
2
Pag. 2 de 3

15. e) Perdidas por ampliacion gradual:
K= 0.3
Cantidad: 0
hf= 0.00 m.
f) Perdidas por reduccion gradual:
K= 0.15
Cantidad: 0
hf= 0.00 m.
g Perdidas por salida de la Tuberia:
0.03 m.
Perdida Total: 6.30 m.
Presion de Salida: 15.06 m.
Perdidas locales
Totales:
0.54 m.
Perdida por
longitud:
5.76 m.
g
V
hf
2
0.1
2
2
¦ fh
2211 LJLJ
Pag. 3 de 3

16. OBRA PASE AEREO N° 01
LUGAR PUERTO PIZANA - POLVORA - TOCACHE - SAN MARTIN
DATOS GENERALES
L= 35 m. longitud del pase
f= 3.5 m. flecha
n= 0.1 f/L
Ø= 4 pulg 110 mm
Fy= 2530 kg/cm2
Fy adm= 1265 Kg/cm2
Peso acero: 7850 kg/m3
Angulo del fiador I: 29.00 °
Angulo del fiador D: 29.00 °
X (m) Y (m)
0.00 0.00
1.00 0.39
2.50 0.93
4.00 1.42
5.50 1.85
7.00 2.24
8.50 2.57
10.00 2.86
11.50 3.09
13.00 3.27
14.50 3.40
16.00 3.47
17.50 3.50
Longitud total de cable: 35.91 ml
Angulo del cable: Tg = 0.40
α= 21.80 °
CARGAS ACTUANTES
Peso tuberia: 41.03 kg/m
Peso de pernos, platinas, soldadura, etc: 20 kg/m
Peso de agua + impacto 30%: 12.35 kg/m
Sobrecarga de montaje: 100 kg/m
Total: 173.38 kg/m
DISEÑO DE PENDOLAS
Distancia entre pendolas: 1.50 m
Carga actuante: 260.07 Kg
Fy adm= 1265 Kg/cm2
0.91
0.73
0.60
0.53
0.50
3.07
2.58
2.15
1.76
1.43
1.14
DISEÑO DE PASE AEREO PARA TUBERIAS
GEOMETRIA DEL CABLE LONGITUD DE PENDOLAS
Y(M)
3.61
Pag. 1 de 5

17. Area: 0.21 cm2
Usaremos pendolas de 3/8 para evitar deformaciones excesivas
Area: 0.71 cm2
Longitud total de pendolas: 5797.71 cm
Volumen total: 0.0041 m3
Peso total: 32.31 kg
Peso por metro lineal de puente: 0.92 Kg/m
DISEÑO DE CABLES:
Para el calculo del peso del cable usaremos: 1 cable de 3/4.
Peso del cable: 1.34 kg/m
Cargas previas 173.38 kg/m
Peso de pendolas. 0.92 kg/m
Total: P= 175.64 kg/m
Tension Horizontal: 7684.39 kg
Tension en el cable: 8276.34 Kg.
8.28 Tn.
Factor de seguridad: 3
Diametro Peso
Clase A
(Tn)
# cables
1 3/8 4.51 71.20 0.349
1 1/4 3.72 58.95 0.421
1 1/8 3.02 48.10 0.516
1 2.38 38.10 0.652
7/8 1.83 37.60 0.660
3/4 1.34 31.50 0.788
Usaremos: 1 cable de 1
DISEÑO DE ABRAZADERA DE LA PENDOLA
Tension en la pendola: 0.26 Tn
Tension Ult. en la pendo: 0.42 Tn
Usaremos 1 perno de 3/8
Fub= 8.4 Tn/cm2
m= 2 Planos de corte
Ab= 0.71 cm2
4.65 Tn
6 torones de 19 alambres c/u alma de cañamo:
f
PL
H
8
2
2
2
161
8
n
f
PL
T
mAbxFubxRu )60.0(65.0
Pag. 2 de 5

18. Aplastamiento en la plancha:
Usaremos una platina de 1/4:
t= 0.64 cm
d= 0.95 cm
Fu= 4.08 Tn/cm2
Ø= 0.75 Factor de reduccion de resistencia.
4.44 Tn
DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE
Angulo de inflexion del fiador: 29.00 °
Tension Horizontal: 7,684.39 Kg
Tension inclinada en el fiador: 8,785.99 Kg
Componente Horizontal: 7,684.39 Kg
Componente Vertical: 4,259.54 Kg
Probamos con:
Ancho= 2.00 m Camara:
Largo= 2.00 m a= 0.6 m
Alto= 1.50 m hc= 1.15 m.
Volumen= 6.00 m3 Vol= 0.414 m3
Volumen real= 5.59
PE Concreto= 2300 Kg/cm3
Peso maciso= 12847.8 Kg.
Componente Vertical de la reaccion:
Rv= 8,588.26 Kg
Verificacion al volteo
T= 4,259.54 Kg.
P= 12,847.80 Kg
h= 1.50 m.
θ= 61.00 °
a= 1.00 m.
m= 2.00 Factor de seguridad
x= 0.81 m
Cae dentro del tercio central
Verificacion de la capacidad portante:
Presion maxima:
P= 0.21 Kg/cm2
Capacidad portante:
Pa= 1.5 Kg/cm2 P OK
dtFuRup 4.2I
T
T
mTCosP
mThCosPa
x
Pag. 3 de 5

19. Verificacion al deslizamiento:
Coeficiente de seguridad al arrastre: 2
Componente Vertical:
P= 4328.72 Kg
Coeficiente de rozamiento: 0.7
Fr= 3030.10 Kg (1)
Empuje de tierras sobre las paredes laterales
h= 1.50 m. Altura del maciso
Pe suelo= 1700 Kg/m3 Peso especifico del suelo.
Ø= 35 ° Angulo de friccion interna del suelo.
2073.09 Kg
La friccion sera= 1451.16 Kg (2)
Empuje pasivo ejercido sobre la pared delantera:
14115.08 Kg (3)
Sumando (1)+(2)+(3): 18596.35 Kg
Reaccion Horizontal: 15368.78 Kg Ok
TENSIONES EN LOS FIADORES
Angulo del fiador Izquierdo: 29.00 °
Angulo del fiador Derecho: 29.00 °
Angulo del cable principal: 21.80 °
Tension Horizontal: 7,684.39 Kg
Tension en el fiador Izquierdo: 8,785.99 Kg
Tension en el fiador Derecho: 8,785.99 Kg
Reacciones en las torres:
P= 7,333.30 Kg Torre izquierda
P= 7,333.30 Kg Torre derecha
DEZPLAZAMIENTO DE LOS CARROS
P= 175.64 kg/m
L1= 8.46 m Longitud Horizontal del fiador
α1= 29.00 °
E= 1,400,000 kg/cm2
A= 5 cm2 Area de los cables
7684.39 kg
1.21 cm
)
2
45(..
2
1 22 T
TghPE
)
2
45(..
2
1 22 T
TghPE
' D31
Sec
EA
HL
L
f
PL
H
8
2
Pag. 4 de 5

20. CALCULO DE LOS CARROS DE DILATACION
Presion total vertical:
p= 7,333.30 kg
Diametro de los rodillos de acero moldeado:
f= 7 Tn/cm2 Esfuerzo admisible sobre el rodillo.
E= 2150 Tn/cm2 Modulo de elasticidad.
P= p/an Tn/cm2 Presion unitaria en cada rodillo
r= 2.5 cm radio del rodillo
n= 4 Numero de rodillos.
a= 19.38 cm
Asumimos: 12 cm.
Ancho total: 16 cm Plancha Inferior
Voladizo: 6 cm
Largo: 22.5 cm
P= 20.37 Kg/cm2 Presion en la plancha
rE
P
f 42.0
Pag. 5 de 5

21. OBRA PASE AEREO N° 02
LUGAR PUERTO PIZANA - POLVORA - TOCACHE - SAN MARTIN
DATOS GENERALES
L= 20 m. longitud del pase
f= 2 m. flecha
n= 0.1 f/L
Ø= 4 pulg 110 mm
Fy= 2530 kg/cm2
Fy adm= 1265 Kg/cm2
Peso acero: 7850 kg/m3
Angulo del fiador I: 29.00 °
Angulo del fiador D: 29.00 °
X (m) Y (m)
0.00 0.00
1.00 0.38
2.50 0.88
4.00 1.28
5.50 1.60
7.00 1.82
8.50 1.96
10.00 2.00
Longitud total de cable: 20.52 ml
Angulo del cable: Tg = 0.40
α= 21.80 °
CARGAS ACTUANTES
Peso tuberia: 41.03 kg/m
Peso de pernos, platinas, soldadura, etc: 20 kg/m
Peso de agua + impacto 30%: 12.35 kg/m
Sobrecarga de montaje: 100 kg/m
Total: 173.38 kg/m
DISEÑO DE PENDOLAS
Distancia entre pendolas: 1.50 m
Carga actuante: 260.07 Kg
Fy adm= 1265 Kg/cm2
Area: 0.21 cm2
Usaremos pendolas de 3/8 para evitar deformaciones excesivas
Area: 0.71 cm2
Longitud total de pendolas: 1981.00 cm
Volumen total: 0.0014 m3
Peso total: 11.04 kg
Peso por metro lineal de puente: 0.55 Kg/m
DISEÑO DE PASE AEREO PARA TUBERIAS
GEOMETRIA DEL CABLE LONGITUD DE PENDOLAS
Y(M)
2.12
1.63
1.22
0.91
0.68
0.55
0.50
Pag. 1 de 4

22. DISEÑO DE CABLES:
Para el calculo del peso del cable usaremos: 1 cable de 3/4.
Peso del cable: 1.34 kg/m
Cargas previas 173.38 kg/m
Peso de pendolas. 0.55 kg/m
Total: P= 175.27 kg/m
Tension Horizontal: 4381.80 kg
Tension en el cable: 4719.34 Kg.
4.72 Tn.
Factor de seguridad: 3
Diametro Peso
Clase A
(Tn)
# cables
1 3/8 4.51 71.20 0.199
1 1/4 3.72 58.95 0.240
1 1/8 3.02 48.10 0.294
1 2.38 38.10 0.372
7/8 1.83 37.60 0.377
3/4 1.34 31.50 0.449
Usaremos: 1 cable de 3/4
DISEÑO DE ABRAZADERA DE LA PENDOLA
Tension en la pendola: 0.26 Tn
Tension Ult. en la pendo: 0.42 Tn
Usaremos 1 perno de 3/8
Fub= 8.4 Tn/cm2
m= 2 Planos de corte
Ab= 0.71 cm2
4.65 Tn
Aplastamiento en la plancha:
Usaremos una platina de 1/4:
t= 0.64 cm
d= 0.95 cm
Fu= 4.08 Tn/cm2
Ø= 0.75 Factor de reduccion de resistencia.
4.44 Tn
DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE
Angulo de inflexion del fiador: 29.00 °
Tension Horizontal: 4,381.80 Kg
Tension inclinada en el fiador: 5,009.95 Kg
Componente Horizontal: 4,381.80 Kg
Componente Vertical: 2,428.88 Kg
Probamos con:
6 torones de 19 alambres c/u alma de cañamo:
f
PL
H
8
2
2
2
161
8
n
f
PL
T
mAbxFubxRu )60.0(65.0
dtFuRup 4.2I
Pag. 2 de 4

23. Ancho= 1.60 m Camara:
Largo= 1.60 m a= 0.6 m
Alto= 1.50 m hc= 1 m.
Volumen= 3.84 m3 Vol= 0.36 m3
Volumen real= 3.48
PE Concreto= 2300 Kg/cm3
Peso maciso= 8004 Kg.
Componente Vertical de la reaccion:
Rv= 5,575.12 Kg
Verificacion al volteo
T= 2,428.88 Kg.
P= 8,004.00 Kg
h= 1.50 m.
θ= 61.00 °
a= 0.80 m.
m= 2.00 Factor de seguridad
x= 0.59 m
Cae dentro del tercio central
Verificacion de la capacidad portante:
Presion maxima:
P= 0.22 Kg/cm2
Capacidad portante:
Pa= 1.5 Kg/cm2 P OK
Verificacion al deslizamiento:
Coeficiente de seguridad al arrastre: 2
Componente Vertical:
P= 3146.24 Kg
Coeficiente de rozamiento: 0.7
Fr= 2202.37 Kg (1)
Empuje de tierras sobre las paredes laterales
h= 1.50 m. Altura del maciso
Pe suelo= 1700 Kg/m3 Peso especifico del suelo.
Ø= 35 ° Angulo de friccion interna del suelo.
1658.47 Kg
La friccion sera= 1160.93 Kg (2)
Empuje pasivo ejercido sobre la pared delantera:
11292.07 Kg (3)
Sumando (1)+(2)+(3): 14655.37 Kg
Reaccion Horizontal: 8763.60 Kg Ok
TENSIONES EN LOS FIADORES
Angulo del fiador Izquierdo: 29.00 °
Angulo del fiador Derecho: 29.00 °
Angulo del cable principal: 21.80 °
)
2
45(..
2
1 22 T
TghPE
)
2
45(..
2
1 22 T
TghPE
T
T
mTCosP
mThCosPa
x
Pag. 3 de 4

24. Tension Horizontal: 4,381.80 Kg
Tension en el fiador Izquierdo: 5,009.95 Kg
Tension en el fiador Derecho: 5,009.95 Kg
Reacciones en las torres:
P= 4,181.60 Kg Torre izquierda
P= 4,181.60 Kg Torre derecha
DEZPLAZAMIENTO DE LOS CARROS
P= 175.27 kg/m
L1= 5.21 m Longitud Horizontal del fiador
α1= 29.00 °
E= 1,400,000 kg/cm2
A= 2.8 cm2 Area de los cables
4381.80 kg
0.76 cm
CALCULO DE LOS CARROS DE DILATACION
Presion total vertical:
p= 4,181.60 kg
Diametro de los rodillos de acero moldeado:
f= 7 Tn/cm2 Esfuerzo admisible sobre el rodillo.
E= 2150 Tn/cm2 Modulo de elasticidad.
P= p/an Tn/cm2 Presion unitaria en cada rodillo
r= 2.5 cm radio del rodillo
n= 4 Numero de rodillos.
a= 11.05 cm
Asumimos: 12 cm.
Ancho total: 16 cm Plancha Inferior
Voladizo: 6 cm
Largo: 22.5 cm
P= 11.62 Kg/cm2 Presion en la plancha
' D31
Sec
EA
HL
L
f
PL
H
8
2
rE
P
f 42.0
Pag. 4 de 4

25. OBRA:
DATOS
1Caudal:Q=6.34Lps
Q=0.00634m3/s
2Númerodesedimentadores:N=1
3Velocidaddesedimentación:Vs=0.00017m/s
4AnchodelSedimentador:B=3.50m
5Longituddelaestructuradeentrada:L1=0.80m
6Alturadelsedimentador:H=2.0m.
7Pendientedelfondo:S=10%
8LongituddelacrestadelverderodesalidaL=BL=3.5m
9Velocidaddepasoatravezdelosorificiosdeentrada:Vo=0.1m/s
10Diametrodelosorificios:D=0.025m
11Seccióndelcanaldelimpieza:A2=0.02m2
CALCULOS
1Caudalencadaunidad:Qu=0.00634m3/s
2Areasuperficialdeldecantador:As=37.29m2
3Alturautildelaunidad:H=2.002.00m.
4Longituddelazonadedecantación:L2=10.6610.70m.
5Longitudtotal:Lt=11.50m.
6Relaciónlargo/ancho:L/B=3.062.8L/B6ok
7RelaciónLargo/alto:L/H=5.355L/H20ok
8Velocidadhorizontal:VH=0.091cm/s0.55OK
9Tiempofinalderetención:To=3.27horas
10Alturamáximaenlatolvadelodos:H1=3.07m
11Alturadeaguasobreelvertederodesalida:H2=0.010m
12Areatotaldeorificios:Ao=0.0634m2
13Areadecadaorificio:ao=4.91E-04m2
14Númerodeorificios:n=129
15Númerodeorificiosaloancho:N1=19
16Númerodeorificiosaloalto:N2=7
17Númerofinaldeorificios:nf=133
18Alturadelacortinacubiertaconorificios:h=1.2m.
19Espaciamientoentreorificios:a=0.17m
20Espaciamientolateralconrespectoalapared:a1=0.21m
21Tiempodevaciadodelaunidad:T1=32.62min
22Caudaldediseñodelatuberiadedesague:q=41.13l/s
DISEÑODESEDIMENTADORES
AMPLIACIONYMEJORAMIENTODELSISTEMADEAGUAPOTABLE,DESAGUEYALCANTARILLADOPLUVIALDELCENTROPOBLADODEPUERTOPISANADISTRITODE
POLVORA-PROVINCIADETOCACHE-REGIONSANMARTIN
Pag.1de3

26. Pag.2de3

27. Pag.3de3

28. 1.- DATOS
Caudal de diseño: 6.34 lps
Q= 0.00634 m3/s
Numero de Unidades: N= 2
Velocidad de filtracion: Vf= 2.00 m/h 2 - 3 m/h
Relacion Largo/Ancho: M= 4.00 /1.00
2.- CÁLCULOS
RESULTADO UND
1 Area total del filtro At= 11.41 m2
2 Area del filtro de cada unidad: Af= 5.71 m
3 Caudal del filtro Qf= 0.0032 m3/s
b= 1.19 m2
b= 1.20 m
L= 4.80 m
b= 5.00 m
lc= 1.00 m
h= 1.00 m
3.- RESUMEN
PARAMETROS VALOR UND
Velocidad de filtración 2.00 m/h
Area máxima de cada unidad 5.71 m2
Número de unidades 2.00
Borde libre 0.30 m 0.30
6-13 mm
13-19 mm
19-25 mm
1-2 mm
2-5 mm
5-10 mm
10-25 mm
Altura total: 1.20 m
Granulometría del lecho de soporte: 0.3
0.6
H=
Asumimos
Ancho del filtro:
SIMBOLO
Vf
Granulometría del lecho filtrante:
Capa 01: 20cm
Capa 02: 20cm
Capa 03: 20cm
6
Longitud de la capa de recuperación de
arena
Asumimos
Capa 01: 5cm
Capa 02: 5cm
Capa 03: 5cm
Capa 04: 15cm
As
N
H1
5 Largo del filtro:
Asumimos
4
DISEÑO DE FILTRO GRUESO DINAMICO
CRITERIO CÁLCULOS
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL
CENTRO POBLADO DE PUERTO PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN MARTIN
M.b
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29. 1.- DATOS
Caudal de diseño: 6.34 lps
Q= 0.00634 m3/s
Numero de Unidades: N= 2
Velocidad de filtracion: Vf= 0.60 m/h 0.3-0.6 m/h
2.- CÁLCULOS
RESULTADO UND
1 Area total del filtro At= 38.04 m2
2 Area del filtro de cada unidad: Af= 19.02 m2
3 Caudal del filtro: Qf= 0.0032 m3/s
b= 4.00 m
L= 4.76 m
L= 4.80 m
5 Area final del filtro: Af= 19.20 m
3.- RESUMEN
PARAMETROS VALOR UND
Velocidad de filtración 0.60 m/h
Area máxima de cada unidad 19.02 m2
Número de unidades 2.00
Borde libre 0.30 m 0.30
1.6-3 mm
3-6 mm
6-13 mm
13-19 mm
Granulometría del lecho de soporte: 19-25 mm 0.3
Altura total: 1.50 mH=
4 Dimensiones de la caja:
Capa 04: 30cm
Granulometría del lecho filtrante:
Capa 01: 30cm
SIMBOLO
Vf
Asumimos
Asumimos
0.9
As
N
H1
Capa 01: 20cm
Capa 02: 20cm
Capa 03: 20cm
DISEÑO DE FILTRO GRUESO ASCENDENTE
CRITERIO CÁLCULOS
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL
CENTRO POBLADO DE PUERTO PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN MARTIN
Pag. 1 de 1

30. 1.- DATOS
Caudal de diseño: 6.34 lps
Q= 22.82 m3/h
Numero de Unidades: N= 2
Velocidad de filtracion: Vf= 0.20 m/h
Espesor de la capa de arena extraida en cada raspadoE= 0.02 m
Numero de raspados por año: n= 6.00
2.- CÁLCULOS
RESULTADO UND
1 Area del medio filtrante de cada unidad As= 57.06 m2
2 Coeficiente de minimo costo K= 1.33
B= 8.72 m
B= 8.75 m
A= 6.54 m
A= 6.55 m
5
Volumen del deposito para almacenar arena
durante 2 años
= 13.76 m3
3.- RESUMEN
PARAMETROS VALOR UND
Velocidad de filtración 0.20 m/h
Area máxima de cada unidad 57.31 m2
Número de unidades 2.00
Borde libre 0.30 m
Capa de agua 1.00 m
Altura del lecho filtrante 0.80 m
0.20-0.35 mm
1.80-2.00
Altura de la capa de soporte 0.20 m
1.5-4.0 mm
4.0-15.0 mm
10.0-40.0 mm
Altura de drenaje 0.25 mH5
Granulometria del lecho
d10
CU
H3
Granulometría de la grava de la capa de
soporte
Capa 01: 5cm
Capa 02: 5cm
Capa 03: 10cm
CÁLCULOS
H3
4 Ancho de cada unidad
Asumimos
SIMBOLO
Vf
As
N
H1
H2
3 Largo de cada unidad
Asumimos
CRITERIO
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL
CENTRO POBLADO DE PUERTO PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN
MARTIN
DISEÑO DEL FILTRO LENTO
Pag. 1 de 1

31. 1) DEL TERRENO :
Capacidad Portante Cap. Port. = 4.00 kg/cm²
Peso Volumetrico P.vol. = 1.80 kg/m³
Angulo de Friccion Arena ø = 30 °
2) ESPECIFICACIONES TECNICAS :
ACERO : Fy = 4,200.00 kg/cm² Acero Corrugado Grado 60
fs = 2,000.00 kg/cm² Traccion Pura/Flexion; en caras secas
fs = 1,000.00 kg/cm² Traccion Pura/Flexion; en caras humedas
CONCRETO :
Cuba : f´c = 210 kg/cm² El f´c nunca sera a 210 kg/cm²
Esf.Concr.Traccion fst = 0.05 f´c fst = 10.5 kg/cm²
n = Es 2 x 1`000,000 n = 2,000,000.00
Ec 15,000( f´c)^½ 217,370.65
n = 9.20
K = n ; r = fs 10.582
r + n fc
K = 0.465 ; j = 1 - K/3 ; j = 0.845
3) CARACTERISTICAS DEL TANQUE :
R = 3.00 m
HT = 4.00 m
Hh2o = 3.55 m Wh2o = 1,000.00 kg/m³
e = 0.25 m Asumido
Vol = 100.00 m³
4) CALCULOS : Todo analisis se llevar a cabo por metro lineal de pared del reservorio
a) Calculo de la presion generada en la CUBA ( þ )
þ = Wh2o x Hh2o þ = 3,550.00 kg/m²
b) Calculo de la Fuerza generada por el agua en el anillo ( T )
T = þ x R T = 10,650.00 kg/m
c) Calculo del Area de Acero Necesaria ( As )
As = T As = 10.65 cm² fs = 1000 kg/cm² porque estamos
fs calculando As para el empuje T
Zona Humeda
d) Chequeamos el esfuerzo de trabajo del concreto a la Traccion ( fct )
n = 9.20
fct = T = 10,650.00 kg/m
As = 10.65 cm²
b = 1.00 m 100.00 cm
fct = e = 0.25 25.00 cm
100 x 15 + ( 9.2 - 1) x 6
fct = 4.12 kg/cm²
Aquí se debe cumplir que : fct 0.05 f´c 0.05 x 210 = 10.5 kg/cm²
Como : 4.12 kg/cm² 10.5 kg/cm² OK !!!!
Quiere decir que aparentemente la seccion de la pared del Tanque en conjunto con el area de acero calculado,
pueden absorver los efectos de traccion generados por el empuje horizontal de agua, mas adelante cuando
hallemos el maximo esfuerzo de traccion producido en la pared del reservorio, ajustaremos estos valores.
e) Hallamos el anillo de Maxima Tension ( Tmax ) y su ubicación ( Lmax ) ............... Tabla N°2
Debemos hacer uso de la Tabla N°2 con la cual obtenemos el valor de KT y KL que son las constantes
de reduccion de la maxima tension generada en el reservorio y de su posicion respectivamente
Para entrar en dicha tabla debemos conocer los siguientes valores :
Hh2o = 3.55 m
Hh2o y Hh2o D = 6.00 m
e D e = 0.25 m
Por lo tanto : Hh2o = 14.2 y Hh2o = 0.59
e D
Obtenemos en la tabla : KT = 0.68 y KL = 0.31
Luego hallamos la Maxima tension ( Tmax ) y su ubicación ( Lmax )
Tmax = KT x þ x D ; Tmax = Tmax = 7,242.00 kg
2
Lmax = KL x Hh2o ; Lmax = KL.Hh20 Lmax = 1.1005 m
TANQUE APOYADO DE SECCION CIRCULAR
T
b x e + ( n -1) As
10,650.00
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE PUERTO
PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN MARTIN
1,000.00 kg/cm² ; r =
0.68 x 5.20x 7.00
2
0.45 (210) kg/cm²
Seccion Circular :
Volumen Necesario :
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32. f) Rectificamos el efuerzo de Traccion del Concreto ( fct )
As = T As = 4,080 kg As = 7.242 cm²
fs 1,000 kg/cm²
n = 9.20
fct = T = 7,242.00 kg
As = 7.24 cm²
b = 1.00 m 100.00 cm
fct = e = 0.25 25.00 cm
100 x 15 + ( 9.2 - 1) x 6
fct = 2.83 kg/cm²
Como : 2.83 kg/cm² 10.5 kg/cm² OK !!!!
g) Hallamos el factor de REISSNER ( K ) ......................... Tabla N°1
Este factor K nos indica la curva sobre la cual se encuentran los valores de lo esfuerzos generados en el
reservorio Hh2o = 3.55 m
Según REISSNER : K = 12 x (Hh2o) ^4 D = 6.00 m
(D/2)² x (e)² e = 0.25 m
K = 12 x (5.20)^4 K = 3,388.22
(7.00/2)² x (0.25)²
Como en la tabla N°1 el maximo valor de K es 10,000 ; debemos extrapolar la curva
h) Analizamos el tipo de Deformacion de la CUBA :
Para saber el tipo de deformacion que se va a desarrollar en la CUBA, debemos hallar el valor
ya que según este valor, existen diferentes diagramas de deformacion establecidos
O Hh2o S = (R x e)½
S 1.316
Si : Hh2o = 3.55 m
R = 3.00 m
e = 0.25 m
S = 0.658 m
Luego :
O 3.55 O 5.39
0.658
Como el valor obtenido : O el mismo que se encuentra dentro del rango :
i) Hallamos el punto de Infleccion X en la CUBA : Sera medido desde la parte superior del Tanque
Se calcula mediante la siguiente expresion :
tan [ 1 - 1 ........................................... D

33. O
Despejando el valor de de la formula anterior :
......................................... E

34. Reemplazando valores : Hh2o = 3.55 m ; O 5.39 En ( E )
3.10 m
5.39 0.683596449
j) Hallamos el ACERO VERTICAL de la CUBA : Sera calcula con el Momento negativo M(-)
Hacemos uso de la Tabla N°4 , entrando con los siguientes valores :
Hh2o = 3.55 m
Hh2o y Hh2o D = 6.00 m
e D e = 0.25 m
Por lo tanto : Hh2o = 14.2 y Hh2o = 0.59
e D
Obtenemos en la Tabla N°4 el valor : K = 0.009
4.40 x { 1 - Arcotan[( 5.79 - 1 )/5.79] }
O
O

35. @
Hh2o
b x e + ( n -1) As
7,242.00
O
Hh2o [ 1 - Arcotang [( O - 1 ) / O@
T
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36. Con este valor K = 0.009 , hallamos el momento generado en las paredes de la CUBA
K = 0.009
M(-) = K x þ x (Hh2o)² þ = 3,550.00 kg/m²
Hh20 = 3.55 m
M(-) = 40,264.99 kg-cm
Hallamos el As(V-) y el As(V+) ; pero para construir elegimos el mayor de ambos
As(-) = M(-) Aquí : M(-) = 40,264.99 kg-cm
fs x j x d fs = 1,000.00 kg/cm²
d = 21 cm. ---- Armad. DOS CARAS
j = 0.845
As(-) = 2.27 cm²/m
fs = 1,000.00 kg/cm²
As(Refinam.) = Q(Refinam.) h(Refinam.) = Se obtiene del Diagrama de REISSNER
fs h(Refinam.) = 0.78 m
Q (Refinam.) = þ x h(Refinam.) ; Donde : þ = 3,550.00 kg/cm²
2
Q (Refinam.) = 1,375.63 kg/cm Luego : As(Refinam.) = 1.38 cm²/m
As(V) = 3.64 cm²/m (a)
NOTA : El Acero de refinamiento es generalmente equivalente al 30% del As(-)
Es decir : As(V) = 1.30 As(-)
: As(V+) = M(+)
fs x j x d
Se halla teniendo en cuenta que el M(+) oscila entre (1/3 y 1/4) del M(-)
Es decir : M(+) = M(-)
3
Luego : M(+) = 40,264.99 kg-cm M(+) = 13,421.66 kg-cm
3
Si : fs = 2,000.00 kg/cm²
As(V+) = j = 0.845
d = 21.00 cm
As(V+) = 0.38 cm²/m
CHEQUEAMOS ACERO MINIMO :
f`c = 210 kg/cm²
As min. = G

37. fy = 4,200.00 kg/cm²
b = 100 cm
d = 21.00 cm
As min. = 5.07 cm²
Quiere decir que : Al As(V+), se le debe considerar el minimo hallado según de la expresion G

38. As(+) = 5.07 cm²/m (b)
Con la finalidad de llevar un procedimiento constructivo y a la vez tener mayor seguridad, debemos
uniformizar el Acero Vertical de la CUBA , elegimos el mayor de los aceros hallados según (a y b )
As(V-) = 3.64 cm²/m
As(V+) = 5.07 cm²/m Diam. Nom.
(-) Si : ø 1/2 1 ø 1/2 @ 0.35 Largos ø 1/2 1.27 cm
(+) Si : ø 1/2 1 ø 1/2 @ 0.25 Largos y Bastones ø 1/2 1.27 cm
d (CIMENT.) + HT + 2 ldg + (d viga collar)
b) CORTOS : L = h (CIMENT.) + (HT - ) + 2 ldg
Donde : ldg = (318 x db)/(f´c)½ = 0.28
(HT - ) = h (al Pto Inflex.) = 0.90
d (CIMENT.) = h(ciment) - rec. 0.28
HT = 4.00 m
Por lo tanto : ø LARGOS L = 5.03 m
ø CORTOS L = 1.74 m
a) LARGOS : L =
Longitud Total de los ACEROS VERTICALES :
Nunca 0.15 m.
2,000.00 x 0.845 x 21.00
ACERO VERTICAL :
ACERO VERTICAL :
ACERO VERTICAL ( - ) :
ACERO VERTICAL (+)
13,421.66
0.7 f`c x b x d ............
fy
As(V-) = As(-) + As(Refinam.)
As(V) = As(-) + As(Refinam.)
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39. k) Hallamos el ACERO HORIZONTAL de la CUBA : Se divide la CUBA en 03 FAJAS (de abajo hacia arriba)
donde cada Faja es un % de la altura total del Agua
FAJA 3 : FAJA 1 = 1.42 m
FAJA 2 : FAJA 2 = 1.5975 m
FAJA 1 : FAJA 3 = 0.53 m
Hh2o = 3.55 m
Maxima Tension T en cada una de ellas. Tabla N°1
KT =
Tmax. = KT x þ x D As = Tmax þ = 3,550.00 kg/cm²
2 fs D = 6.00 m
fs = 1,000.00 kg/cm²
T3 = 4,579.50 kg/m As3 = 4.58 cm²
T2 = 8,520.00 kg/m As2 = 8.52 cm²
T1 = 5,538.00 kg/m As1 = 5.538 cm²
Faja Altura (m) KT Area (cm²) N° caras
3 1.42 0.43 4.58 2 0.56
2 1.5975 0.8 8.52 2 0.30
1 0.53 0.52 5.538 2 0.47
40% de Hh2o
1 ø 1/2 @
ø de Anillos
Ver Tabla N°1
1 ø 1/2 @
1 ø 1/2 @
15% de Hh2o
Procedemos a calcular el ACERO HORIZONTAL según cada Faja, para ello debemos conocer la
45% de Hh2o
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40. II DISEÑO DE LA CUPULA (Losa superior)
CUPULA ESFERICA : Es una curva tridimensional engendrada por el giro de un
arco de circulo alrededor de un eje principal que pasa por el centro del circulo.El arco circular se llama
MERIDIANO,al girar un punto del arco circular respecto al eje de la cupula describe un eje PARALELO
Las cupulas soportan las cargas que se les aplican casi totalmente por tensiones de membrana en el
plano tangente a la superficie de la mayor parte de la lamina.
TEORIA MEMBRANAL :
Según esta teoria, si se conoce la carga sobre la lamina por encima de cualquier Paralelo determinado
puede calcularse el esfuerzo en los Meridianos por consideraciones de equilibrio vertical en la lamina.
Si se considera el caso de Cupula de espesor y carga uniformes, se encuentra que el esfuerzo según
los Meridianos (siempre Compresion) varia desde un minimo de -Wu x R/2 (en el vertice) a -Wu x R
para un angulo de ø = 90°. La tension según los Paralelos varia desde -Wu x R/2(Compresion.) en el
vertice a Wu x R (Traccion) para un angulo ø = 90°. El punto de transicion donde la Tension Paralela
NT = 0.00 corresponde a un angulo ø = 51° 50´ 0.00 , quiere decir que para que sea aplicable la
teoria membranal, el angulo de diseño (ød ) menor a ø = 51°50´0.00 ; es decir :
ød 51°50´0.00
Nomenclatura : Para el diseño de cupulas esfericas, utilizaremos la siguiente nomenclatura :
Nø = Fuerza en el sentido Meridiano por unidad de longitud (Negat. = Compres)
NT = Fuerza en el sentido Paralelo por unidad de longitud (Negat. = Compres.)
Z = Carga sobre la Cupula distribuida en toda su area
H = Componente Horizontal del desplazamiento
K Componente Vertical del desplazamiento
I Rotacion de la tangente a un meridiano en un punto generico
P Coeficiente de POISSON R = Radio de la esfera
E h = Espesor de la cupula
Notas : a) El subindice p indicara que es debido a cargas.
b) N son esfuerzos de membrana
TIPOS DE CUPULA :
Las Cupulas Esfericas se diseñan según el uso al que vana a estar sometidas. Asi tenemos :
A.- Cupula Esferica sujeta a Peso Propio :
Nø = - Z x R NT = - Z x R (cosø - 1 )
1 + cos ø
Nota :
HU = Z x R² x senø( A ) Ip
E x h(1+cosø) E x h
KU = Z x R² (1 + P) x (log(1 + cosø) - 1 ) + c - Z x R² x ( cosø ) x A
E x h 1+cosø E x h (1 + cosø)
B.- Cupula Esferica sujeta a Peso de Nieve :
Nø = - Z x R NT = - Z x R x ( cos 2ø )
2 2
HU = Z x R² x senø( cos2ø - P ) Ip ( 3 + P ) x Z x
2 x E x h
KU = Z x R² cosø ( 3 - 2 sen²ø + P ) + c
2 x E x h
R x senø x cosø
E x h
1+ cosø
TANQUE APOYADO DE SECCION CIRCULAR
( 1 + P - cosø - cos²ø) = A
( 2 + P ) x Z x R x senø
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41. C.- Cupula Esferica sujeta a Carga vertical P en el Vertice :
Nø = NT =
HU = KU =
Ip 0.00
DISEÑO DE CUPULA :
1.- Datos generales de Diseño :
Apoyo : Viga perimetral de arriostre Por Geometria sabemos que :
Base : Diam. Tanque 6.00 m Area de cupula Ac = 2 S x R x f
Cuerda c = 3.00 m Volumen de cupula Vc = Ac x t
Espesor t = 0.08 m (asumido) Peso de cupula W = Vc x JCA
Concreto Estructural : f`c = 210.00 kg/cm²
Acero Grado 60 : fy = 4200.00 kg/cm²
P.Concreto Armado : JCA = 2400.00 kg/m³
2.- Predimensionado :
Definimos : Radio R y altura de cupula f
Si : R² = b² + ( R - f )²
Asumimos :f = R/6
R = 1.8 c y f = 0.3 c
3.00 m R = 5.40 m
f = 0.90 m
3.- Consideraciones para el Diseño : Por Reglamento , debe cumplirse que Nø y NT deben ser
menores que la fuerza de resistencia al aplastamiento Fc
Es decir : ( Nø y NT ) Fc = ø ( 0.85 f´c x b x t ) ............. ( I )( a )
Si se cumple ( a ) , entonces: Asmin =
Donde : b = 1.00 m = 100 cm
t = 0.08 m = 8 cm
ø = 0.70 f´c = 210.00 kg/cm²
F =
F = 99,960.00 kg
Calculos previos : Si : t = 0.08 m JCA = 2.40 tn/m³
R = 5.40 m f = 0.90 m
Por Pitagoras
ademas se conoce que : R/6 f R/8
- P
2 S x R x sen²ø
- P
P x ( 1 + P )
2 S x R x sen²ø
Definimos la caracteristicas geometricas de la Cupula en funcion a la cuerda c
2 S x E x h x senø
- P x ( 1 + P )
2 S x E x h x senø
5.- Calculo del Peso de la Cupula : W(tn) ; la Carga Muerta wD(tn/m²) y la Carga ultima Wu(tn/m²)
Obtendremos que :
Como se conoce que c =
0.0025 x b x t
4.- Calculo de la fuerza de resistencia al aplastamiento F
ø ( 0.85 f´c x b x t )
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42. Ademas : senød = c = 3.00 ød = 0.5890 Rad.
R 5.40 ød = 33.75 Sexag.
Como ocurre : ød = 33.75 ø = 51° 50´ ...... OK!!!!
Area de la cupula : Ac = 2 S x R x f = Ac = 30.54 m²
Volumen de cupula : Vc = Ac x t = Vc = 2.44 m³
a) Peso total de Cupula: W = Vc x JCA W = 5.86 tn
b) Carga Muerta : wD = W wD = 0.192 tn/m²
Ac
NOTA : Para aceptar el valor de wD = 0.192 tn/m² debemos chequear que este valor se encuentre
debajo del valor admisible ( wd wadm.)
E = 15,000 (f´c)^½ = E = 217,370.65 tn/m²
wadm. = 0.0417 x E x t² donde: R = 5.32 m. (Radio interior)
R² t = 0.08 m
wadm. = 2.05 tn/m²
Como ocurre que : wD = 0.192 tn/m² wadm = 2.05 tn/m²
Asumo wD= 0.192 tn/m²
c) Carga ultima : Wu = wD + wL ; Por Reglamento : wL = 0.10 tn/m²
Wu = (0.192 + 0.10) tn/m² Wu = 0.29 tn/m²
6.- Calculo de los esfuerzos de membrana Nø y NT :
Aquí debemos tabular diferentes valores para ø con la finalidad de hallar los maximos esfuerzos Nø y NT
Debo considerar el valor de ød obtenido según (****)
NOTA : Wu = 0.29 tn/m²
Rm = 5.360 m Radio medio (al eje de la cupula)
Sexages. Radianes
0 0
1 0.0175
2 0.0349
3 0.0524
4 0.0698
5 0.0873
10 0.1745
15 0.2618
20 0.3491
25 0.4363
30 0.5236
31 0.5411
32 0.5585
33 0.5760
33.5 0.5847
33.55 0.5856
33.6 0.5864
33.65 0.5873
33.7 0.5882
* * * *
-0.7799
-0.7157
-0.6638
-0.5975
-0.7841
-0.8541
-0.8543
-0.8427
-0.8469
-0.8512
-0.8534
-0.8537
-0.8539
-0.7885
-0.7961
-0.8069
-0.8210
-0.8387
-0.7826 -0.7826
-0.7826 -0.7823
-0.7831
-0.7835 -0.7778
-0.4804
-0.4614
-0.4517
-0.4507
- Wu x Rm ( cosø - 1 )
(1+cosø )
-0.5167
-0.4988
-0.7751
-0.7528
-0.4497
-0.4487
-0.4478
ø Nø (tn/m) NT (tn/m)
( 1 + cosø )
- Wu x Rm
-0.7814-0.7828
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43. (****) 33.7489906 0.5890
33.7989906 0.5899
33.8489906 0.5908
33.8989906 0.5917
33.9489906 0.5925
33.9989906 0.5934
34.4989906 0.6021
34.7479795 0.6065
38.7479795 0.6763
42.7479795 0.7461
43.7479795 0.7635
44.2479795 0.7723
44.581 0.7781
44.9146 0.7839
45.2480 0.7897
45.5813 0.7955
45.9146 0.8014
47.7480 0.8334
60 1.0472
65 1.1345
70 1.2217
75 1.3090
80 1.3963
85 1.4835
90 1.5708
Nø max = -0.8546 NT max = -0.7826
7.- Chequeamos la resistencia al aplastamiento :
Contamos con los siguientes datos : Nø max = -0.8546 tn/m
NT max = -0.7826 tn/m
F = 99,960.00 kg
Para : Nø max = -854.57 kg F = 99,960.00 kg OK !!!!
NT max = -782.56 kg F = 99,960.00 kg OK !!!!
Quiere decir que según la consideracion del paso (3) ; Podemos utilizar Acero Minimo .
8.- Hallamos el Area de Acero minimo :
Asmin = 0.0025 x b x t donde : b = 100.00 cm
t = 8.00 cm
Asmin =
Asmin = 2 cm²
1ø ¼ @ 0.16 m
9.- Hallamos el ensanche en la base de la cupula :
El ACI recomienda un ensanche en la base de la cupula, debido a que es en esta zona donde se
produciran los maximos esfuerzos, dicho ensanche se debe llevar a cabo de la siguiente manera :
1.50 t te 2.00 t
Donde : t1 =
hasta ( t ) , en una longitud le = 16 t . La longitud ( le ) se mide
en sentido Axial del Eje Meridiano del cascaron esferico.
t = Peralte central del cascaron esferico (Asumido)
Si asumimos : te = 2.00 t
-1.3336
-1.4397
-1.5651
-0.9230
-0.9359
-1.0434
-1.1002
-1.1662
-1.2433
-0.9087
-0.9119
-0.9141
-0.9163
-0.9185
-0.9207
-0.8555
-0.8557
-0.8580
-0.8592
-0.8793
-0.9024
-0.8546
-0.8548
-0.8550
-0.8552
-0.4458
-0.4448
-0.4438
-0.4428
-0.4468
-0.1165
0.2609
0.4387
0.6309
-0.4419
-0.4319
-0.4268
-0.3413
0.8382
1.0618
-0.1921
-0.1834
-0.1747
-0.1659
-0.2469
-0.2219
0.0025 x 100.00cm x 8.00cm
Si asumo ø ¼ : En ambos sentidos
Maximo ensanche en la base, que ira disminuyendo desde ( te )
Acero : Zona uniforme de cupula t = 8.00cm
1.3032
-0.2092
-0.2007
1.5651
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44. Obtendremos : te = 2.00 x 8.00cm te = 16.00 cm
le = 16 x t le = 128.00 cm
9.1.- Acero en zona de ensanche ( Ase ): Según Thin Shell Concrete Structures
E = 0.0035
Ase = E x b x tp donde : b = 100.00 cm
tp = t + te tp = 5.00+10.00 = 12.00 cm
2 2
Reemplazando valores :
Ase = Ase = 4.200 cm²
Ase = 4.2 cm² Ase = 2.10 cm²
2
Según el paso (8), el Acero minimo debe ser : 2 cm²
Asmin = Asmin = 4.00 cm²
As = 4.00 cm²
1ø 1/4 @ 0.08 m
128 cm
DISEÑO DE VIGA DE APOYO : Lo haremos basandonos en la teoria de elementos sujetos a
1.- Datos del Diseño : Asumimos los valores de b , h y r : b = 30.00 cm
h = 25.00 cm
ø = 33.75 r = 4.00 cm
F = Nø = 854.57 kg f´c = 210.00 kg/cm²
fy = 4200.00 kg/cm²
2.- Calculo de las componentes de la fuerza F :
Graficamente observamos que :
F1 = F cosø F1 = 710.55 kg
F2 = F senø F2 = 474.76 kg
La componente horizontal F1 tratara de Torsionar la Viga mientras la componente vertical F2 producira
esfuerzos de Corte.
3.- Chequeamos si requiere Estribos por Torsion y por Corte :
La teoria de elementos sujetos a esfuerzos de Torsion y Cortante
combinados dice que se debe diseñar estribos a la Torsion si se verifica que el Mto torsionante
factorizado ( Tu ) excede el valor de : ø [ 0.13 (f´c)½ 6x²y ] siendo ø = 0.85
Cuando : Tu ø [ 0.13 (f´c)½ 6x²y ] .................... ´( 1 )
Hallamos ( Tu ) : Tu =
Tu = 3,521.04 kg-cm
Hallamos ( 6x²y ) : 6x²y = ( 20 )² x ( 15 )
6x²y = 22,500.00 cm³
F1 x h - F2 x b
Sexagesim.
3.1.- Chequeo por Torsion :
Si asumo ø 3/8 : En ambos sentidos
0.0025 x b x te
Dentro de la distancia le =
esfuerzos de TORSION y CORTE debido a que las componentes de la fuerza que actua en los Meridianos
0.0035 x 100cm x12.0cm
Como se colocara en ambos sentidos :
Acero : Zona de ensanche de cupula
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45. Reemplazando valores en ( 1 )
Tu ø [ 0.13 (f´c)½ 6x²y ]
3,521.04 kg-cm 0.85 [ 0.13 x (210)½ x 6,000 ] kg-cm
3,521.04 kg-cm 36,029 kg-cm
La teoria de elementos sujetos a esfuerzos de Corte establece
que se debe diseñar estribos al Corte si se verifica que : Si la fuerza cortante factorizada ( Vu )
excede a la Resistencia Nominal al Cortante ( Vn ) multiplicada por la constante ø
Nota : ø = 0.85
SI : Vu ø Vn ; `( 2 )
Si : Vu = ø Vn `( 3 )
Diseñamos con : Vu = Vc + Vs
Vc = Ver Nota 1
Vs = Ver Nota 1
NOTA 1 :
; Vs = Contribuc. del Acero
donde : Nu = 1.65 x F2
Ag = b x h
Vs = Av x fy x d Av =
s Av = 3.50 x b x s
fy
s = Espaciamiento entre estribos
s = Av x fy
3.50 x b
Ademas : Vu = 1.65 x F2 Vu = 783.35 kg
Vc =
Aquí : b = 30.00 cm
d = h - r ; d = 21.00 cm
Vc = 4,838.67 kg
ø Vc = 4,112.87 kg
Reemplazando valores en ( 2 ) :
Vu ø Vc
783.35 kg 4,112.87 kg SI CUMPLE
3.2.- Chequeo por Cortante :
LA VIGA NO REQUIERE ESTRIBOS POR CORTANTE
Ver Cap.13.1 ININVI
LA VIGA NO REQUIERE ESTRIBOS POR TORSION
Vn = Vc = 0.53(f`c)½ b x d
Vn = Vc = 0.53(f`c)½ b x d
Verificamos si se cumple ( 2 ) :
Vc = 0.53 x (f`c)½ x b x d
No diseño estribos al cortante
Se debe diseñar estribos al cortante :
Vc = 0.53 x (f`c)½ x b x d ( 1 + 0.0071 x (Nu/Ag )
Area de acero Minima por Cortante
Vc = Contribuc.del Concreto en compresion
b = Base de la Viga
h = Altura de la Viga
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46. 4.- Estribos en la Viga : Como vemos el calculo nos indica uqe la viga No requiere de estribos, pero le
colocaremos estribos por cuantia minima
Av = 3.5 x b x s s = Av x fy
fy 3.5 x b
Aquí : Si asumimos un acero de ø =3/8
S = 28.40 cm
28.40 cm
5.- Acero longitudinal de la Viga : Como no se van a presentar esfuerzos de flexion, debido a que la
Viga va a estar apoyada en toda la longitud de las paredes del tanque, se le asignara Acero longitudinal
solo por cuantia minima.
b = 30.00 cm
Asmin = Aquí : d = 21.00 cm
Asmin = 1.522 cm²
Ahora : Como este acero debe de ir en ambas caras
As = Asmin As = 1.522 As = 0.76 cm²
2 2
ø As (cm²)
¼ 0.32 Acero longitudinal : As = 1.27 cm²
3/8 0.71
½ 1.27 2 ø 1/2 (Arriba y Abajo)
¾ 2.85
Estribos : 1 ø 3/8 @
fy
Eleccion del tipo de Acero :
0.7 ( f´c)½ x b x d
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47. III DISEÑO DE LOSA DE FONDO
Debemos considerar el caso mas desfavorable que es cuando el tanque esta vacio, debido a que si el tanque
esta vacio, la reaccion del terreno va a tratar de levantar la losa.
I GEOMETRIA :
Seccion : Circular Losa de Fondo : (m)
R = 3.00 m Med. al EJE hlf = 0.35
e = 0.25 m Asumido Rlf = 3.45
HT = 4.00 m recub. = 0.07
Hh20 = 3.55 m
Vol. = 100.00 m³ 2.40 tn/m³
Zh2o = 1,000.00 kg/cm²
II ESPECIFICACIONES TECNICAS :
ACERO : Fy = 4,200.00 kg/cm² Acero Corrugado Grado 60
fs = 2,000.00 kg/cm² Traccion Pura/Flexion; en caras secas
fs = 1,000.00 kg/cm² Traccion Pura/Flexion; en caras humedas
CONCRETO :
Cuba : f´c = 210 kg/cm² El f´c nunca sera a 210 kg/cm²
Esf.Concr.Traccion fst = 0.05 f´c fst = 10.5 kg/cm²
n = Es 2 x 1`000,000 n = 2,000,000.00
Ec 15,000( f´c)^½ 217,370.65
n = 9.20
K = n ; r = fs 10.582
r + n fc
K = 0.465 ; j = 1 - K/3 ; j = 0.845
Cap. Port. = 4.00 kg/cm²
III CALCULOS :
a) Verificamos que no falle por Asentamiento : Debe cumplirse que la presion actuante total GT, sea
menor que la capacidad portante del terreno
GT Cap. Portante ......................... A
GT = ( Z total de la Estructura + Z Agua) = ZT
Ac
ZT = ..... ( 1 )
a) Z Cupula = 5.86 tn
b) Z Cuba = 47.12 tn
c) Z Losa F. = 31.41 tn
d) Z Agua = 100.00 tn
184.40 tn
Ac = 373,928.94 cm² ................... ( 2 )
Reemplazando valores :
GT = 2 x ZT ............... Para Sismos GT = 0.99 kg/cm²
Ac
ZC.A. =
2 x S x R x f x t x 2.40 =
S x R1f² x hlf x 2.40 =
1,000.00 kg/cm² ; r =
0.45 (210) kg/cm²
Z7echo + ZCuba + ZLosa Fondo + ZAgua .
40.00 m³ x 1.00 t/m³ =
S x R1f² =
TANQUE APOYADO DE SECCION CIRCULAR
Para Sismo se considera 2GT
Area de contacto
SOBRECARGAS :
2 x S x R x e x HT x 2.40 =
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48. Verificando valores el A
GT = 0.99 kg/cm² Cap. Port. = 4.00 kg/cm²
Por lo tanto :
b) Hallamos el Esfuerzo de Reaccion Neto sobre la losa de fondo : ( GN)
GN = G1 - Glf
Glf = Glf = 31.41 tn
solo losa fondo 37.39 m²
Glf = 0.84 tn/m²
G1 = G1 = 84.40
del terreno 37.39
G1 = 2.26 tn/m²
Por lo tanto : GN = 1.42 tn/m²
c) Armadura Inferior de la losa : Esta armadura se colocara en la cara seca de la losa, en sentido
Radial (abajo) y Circular (arriba)
c.1.- Armadura Radial : Tabla N°3
Debemos conocer el Momento negativo ( M(-) ) generado en esta zona :
K = 0.125
M(-) = K x GN x a² GN = 1.42 tn/m²
a = Distancia del centro de la losa al
M(-) = 1.73 tn-m Centro de la Pared
a = 3.125 m
Acero necesario :
As(-) = M(-) Si : r = 0.07 m
fs x j x d d = 0.28
Ademas: j = 0.845
fs = 2,000.00 kg/cm²
As(-) = 3.66 cm²
1 ø 1/2 @ 0.54 m
CHEQUEAMOS ACERO MINIMO : f`c = 210 kg/cm²
As min. = fy = 4,200.00 kg/cm²
b = 100 cm
d = 28.00 cm
As min. = 6.76 cm²
As(-) = 6.76 cm²
1 ø 1/2 @ 0.19 m
Nota : Este acero radial se puede cortar a una distancia La medida desde la cara
interna del recubrimiento del ala, hasta el centro del tanque.
La = l1 + lo + 0.30
Donde :
hasta el punto de inflexion (medido en direccion del pto central
l1 = 0.40 x a l1 = 1.25 m
NO FALLARA POR ASENTAMIENTO OK!!!
El Acero Radial Inferior sera :
0.7 f`c x b x d
fy
Presion Neta sobre la Losa de fondo
Peso de la Losa
Area de contacto
Area de contacto
Peso del Reservorio Vacio
............ de la Tabla N°3
l1 = Es la distancia medida desde el eje del acero de muro CUBA
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49. lo =
lo = 0.26 m
Luego : La =
La = 1.81 m
c.2.- Armadura Tangencial (anillos) : Tabla N°3
Debemos conocer el Momento negativo ( M(+) ) generado en esta zona :
K = 0.025
M(+) = K x GN x a² GN = 1.42 tn/m²
a = Distancia del centro de la losa al
M(+) = 0.34596 tn-m Centro de la Pared
a = 3.125 m
Acero necesario :
As(+) = M(+) Si : r = 0.07 m
fs x j x d d = 0.28 m
Ademas: j = 0.845
fs = 2,000.00 kg/cm²
As(+) = 0.73 cm²
1 ø 1/4 @ 0.44 m
Existen restricciones respecto al espaciamiento S 0.30m. , ademas el acero
de los anillos es aproximadamente el 50% del Acero Radial.
Por lo tanto : As(+) = 0.50 x As(-)
As(+) = 3.38 cm²
As(+) = 3.38 cm²
1 ø 3/8 @ 0.21 m
d) Armadura Superior de la losa : Esta armadura se colocara en la cara humeda de la losa de fondo,
(arriba y abajo). La seccion sera la misma en ambas direcciones. Debemos conocer el Momento que se
genera en esta zona; el mismo que se halla mediante la siguiente expresion :
M(+) = GN x D² GN = 1.42 tn/m²
24 D = 6.00 m
M(+) = 2.12555 tn-m
Acero necesario : AsT(+) =
As(+) = M(+) Si : r = 0.07 m
fs x j x d d = 0.28 m
Ademas: j = 0.845
fs = 2,000.00 kg/cm²
As(+) = 4.49 cm²
Este acero calculado debe de Afinarse, se sabe que el acero de afinamiento oscila entre el
25% al 30% del As(+) Es decir : As(REFINAM.) = 0.30 x As(+)
As(REFINAM.) = 0.30 x 15.13cm² As(REFINAM.) = 1.35 cm²
AsT(+) = 15.13cm² +4.54cm²
AsT(+) = 5.84 cm²
1 ø 5/8 @ 0.34 m
............ de la Tabla N°3
Armadura superior en ambas direcciones
El Acero Tangencial inferior sera :
As(+) + As(REFINAM.)
0.83m + 0.175m + 0.30m
lo = Es la distancia medida desde el eje del acero de muro CUBA
hasta 0.10m. antes de la cara del ala de la losa
( z - 0.10) + e/2
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50. PROYECTO:
FECHA: ENERO 2012
1. Datos:
Poblacion: 2328 Hab
Dotacion: 150 litros/hab/dia
Porc. Contribucion: 80 %
Temperatura: 15 °C
N° de sedimenta. : 1 und
N° de tolvas de lodo: 1 und
2.2. Caudal de tratamiento:
Qmh= 7.33 lps
Qp= 4.07 lps
Qp= 351.65 m3/dia
Qp= 14.65 m3/hora
A. SEDIMENTADOR:
Qps= 14.65 m3/hora Caudal en cada sedimentador
Area:
Cs= 1.00 m3/m2/hora
A= 14.65 m2
Volumen:
R= 2 horas
V= 29.30 m3
Relación Largo/Ancho
L/B= 4.00
B= 1.91 m
1.90 m
L= 7.60 m
7.60 m.
H1= 1.65 m.
1.65 m.
A1= 1.57 m2
V1= 11.91 m3
V2= 17.39 m3
H2= 1.20 m
1.20 m
DISEÑO DE TANQUE IMHOFF - LECHO DE SECADO
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, DESAGUE
Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE PUERTO PISANA
DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE - REGION SAN MARTIN
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51. B. DIGESTOR:
Volumen del digestor:
Factor de capacidad relativa:
Fcr= 1.4
T= 15°C
Vd= 228.144 m3
Area superficial:
Bt= 4.40 m.
As= 33.44 m2
Area de ventilación:
AL= 15.2 m2
Verificación (AL30%):
%A= 45 %
OK
Alturas del digestor:
n1= 2.00 Pozos
H1= 1.27 m
1.30 m
V1= 7.25 m3
V2= 213.65 m3
H2= 6.39 m
6.40 m
Longitud minima del vertedero:
Qmax= 457.1424 m3/dia
Chv= 250 m3/m/dia
Lv= 1.83 m
1.85 m.
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52. C. LECHO DE SECADO DE LODOS:
Carga de solidos:
Contri. percápita: 35 gr.SS/(hab*dia)
C= 81.48 Kg.SS/dia
Masa de solidos:
Msd= 26.48 Kg.SS/dia
Volumen diario de lodos digeridos:
Plodo= 1.04 Kg/L
%de solidos= 12.5 %
Vld= 203.70 Litros/dia
Volumen de lodos a extraerse del tanque:
Td= 110.00 dias
Vel= 22.41 m3
Area del lecho de secado:
Profundidad Ha= 0.30 m. (0.20-0.40)
Als= 74.69 m2
Ancho: 6.00 m
Largo: 12.44833333 m.
12.50 m
Usaremos 01 lecho de secado de 6.00x12.50 m.
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53. PROYECTO:
FECHA: ENERO 2012
1.- DATOS
Filtro biológico:
Caudal de diseño: 4.07 lps
Q= 351.65 m3/d
Numero de Unidades: N= 1.00
DBO total Afluente DBOt 200.00 kg/m3, mg/l
DBO Efluente DBOe 50.00 kg/m3, mg/l
DBO reducido x tratamiento primario. Pr= 25.00 % 4.3.13 OS.090
Relacion de recirculación: R= 0.00
Profundidad P= 2.50 m.
Sistema de distribución de caudal
Caudal de diseño Q= 244.20 l/min
Diámetro de tubería dt= 1 1/2
Coeficiente de tubería (Acero Galva.) C= 130.00
Espaciamiento entre tuberias et= 0.20 m
Distancia a las paredes del filtro dp= 0.100 m
Número de orificios por cada lateral No= 25.000
Diametro de orificio do= 2.00 mm
Coeficiente de descarga Cd= 0.61
Longitud de tuberia entre TC y RD L12= 5.00 m
Pendiente del terreno m= 0.43
Drenaje inferior
Area del orificio de drenaje Aod= 0.004 m2
Numero de orificios x ladrillo Nor= 6.00 orif
Area del ladrillo de drenaje Alad= 0.09 m2
Velocida mínima en el canal Vc= 0.60 m/s
Pendiente mínima del canal P= 1.00 %
Factor de rugosidad del canal n= 0.013
Longitud de abertura de ventilación La= 0.20 m
Altura de abertura de ventilación Aa= 0.10 m
Espaciamiento entre aberturas Ea= 0.20 m
Pendiente de solera Ps= 1.00 %
Sedimentador secundario:
Velocidad Ascensional Vasc= 0.70 m3/m2.h
Tiempo de retención Tr= 1.50 h
SST SST= 0.65 kg
SSV SSV= 0.40 kg
Concentración de fango C= 8.00 %
Tiempo de evacuación de lodos Te= 6.00 meses
Altura del sedimentador hr= 2.00 m
AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE,
DESAGUE Y ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL CENTRO POBLADO DE
PUERTO PISANA DISTRITO DE POLVORA - PROVINCIA DE TOCACHE -
REGION SAN MARTIN
DISEÑO DEL FILTRO BIOLOGICO
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54. 2.- CÁLCULOS
Filtro Biológico
RESULTADO UND
1 DBO del afluente: DBOa= 150.00 mg/l
1 Eficiencia requerida: E= 66.67 %
2 Carga organica afluente al filtro W= 52.75 kg/d
3 Factor de recirculación F= 1.00
4 Volumen del filtro Vf= 41.41 m3
5 Area superficial del filtro Af= 16.56 m2
L= 4.07 m
L= 4.20 m
Af= 17.64 m
7 Carga hidráulica superficial CHS= 21.23 m3/m2.d
8 Carga hidráulica volumétrica CHV= 8.49 m3/m3.d
9 Carga orgánica superficial COS= 3.18 Kg/m2.d
10 Carga orgánica volumétrica COV= 1.27 Kg/m3.d
CRITERIO CÁLCULOS
Asumimos (Mult. De 0.30 m)
6 Largo y ancho del filtro
100
DBOa DBOe
E x
DBOa
3
1 10
aDBO xQ
W
x
2
1
(1 0.1 )
R
F
R
2
0.443
.
1
W E
Vf
F E
§ ·
¨ ¸
© ¹
Vf
Af
P
Q
CHS
Af
Q
CHV
Vf
W
COS
Af
W
COV
Vf
L Af
Pr.DBOa DBOt
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55. Sistema de distribución de caudal
RESULTADO UND
1 Número de laterales #Lat= 42.00 und
2 Flujo en cada lateral ql= 5.81 L/min
3 Caudal en el último orificio de cada lateral qn= 0.23 L/min
4 Energía sobre el último orificio hn= 0.21 m
5 Longitud de tuberias laterales Lt= 1.92 m2
6 Perdida de carga en la tuberia lateral hft= 0.00015 m
7
Perdida por fricción en la tuberia de
distribución
hftd= 0.00015 m
8 Energia requerida en el primer orificio h1= 0.208671 m
Comprobacion de M: M= 0.99964 Kg/m2.d
%= 0.04 2% Ok
10
Perdida en la linea de conducción y la red
de distribución
hf12= 0.40 m
11
Columna de fluido en el tanque de
conexión
h2= 0.60 m
12
Longitud de tuberia de descarga del tanque
Imhoff
Li-t= 1.53 m
CRITERIO CÁLCULOS
9
2
# 2 1
L dp
Lat
et
§ ·
¨ ¸
© ¹
#
Q
ql
Lat
#
ql
qn
Orif
2
2
4
. .
2
qn
Cd D
hn
g
S
§ ·
¨ ¸
© ¹
2
2
L dp dt
Lt
1.85
4.87
2.09 .
ql
hft Lt dt
C
§ ·
¨ ¸
© ¹
hftd hft
1h hftd hn
1
hn
M
h
(1 ) 100 %M x
1.85
4.87
12 2.09 12 .
Q
hf L dt
C
§ ·
¨ ¸
© ¹
2 1 12h h hf
1
( )
y
Li t
sen tg m
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56. Drenaje inferior
RESULTADO UND
1
Número de ladrillo prefabricados de 30x30
cm a colocar
#Ladr= 196.00 und
2 Area total de drenaje Atd= 4.70 m2
3 Porcentaje de abertura de drenaje %= 26.67 15% Ok
4 Area del canal de desague semicircular Ac= 0.00678 m2
Dc= 3.43 pulg
Dc= 4.00 pulg
#aber= 65.97 und
#aber= 70.00 und
Sedimentador secundario
RESULTADO UND
1 Superficie del sedimentador As= 20.93 m2
Ls= 4.58 m
Ls= 3.00 m
3 Volumen del sedimentador Vs= 21.98 m3
4 DBO eliminada DBOelim= 35.16 Kg/d
5 Producción de fango x SST Fsst= 22.86 Kg.SST/d
6 Producción de fango x SSV Fssv= 14.07 Kg.SSV/d
7
Volumen adicional para almacenamiento
de lodos
Vls= 19.78 m3
8
Volumen total del sedimentador
secundario
VT= 41.76 m3
Asumimos
6
# de aberturas de ventilación. Se ubicaran
a 5 cm de la base del filtro excepto en la
parte posterior
CÁLCULOS
Asumimos
5
Diámetro del canal semicircular y de la
tubería de salida
CRITERIO
CÁLCULOSCRITERIO
Asumimos
2 Largo y ancho del sedimentador
% .100
Atd
Af
Q
Ac
Vc
32/3
1/2
. .4
.
Q n
Dc
A S
§ ·
¨ ¸
© ¹
#
Lf
aver
La Ea
Q
As
Vasc
Ls As
.Vs QTr
lim .DBOe EW
. limFsst SST DBOe
. limFssv SSV DBOe
( )
.
Fsst Fssv
Vls Te
C
VT Vs Vls
#
Af
Ladr
Alad
# . .Atd Ladr Aod Nor
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57. 9 Tiempo de retención Tr= 2.85 h
10 Area real de sedimentador Ars= 20.88 m2
Lrs= 4.57 m
Lrs= 4.60 m
Ars= 21.16 m2
12 Velocidad ascencional real Var= 0.69 m/h
3.- RESUMEN DEL DISEÑO
Filtro Biológico
PARAMETROS VALOR UND
Largo y ancho del filtro 4.20 m
Altura del medio filtrante 2.50 m
Número de unidades 1.00 und
Borde libre 0.30 m
Sistema de distribución de caudal
PARAMETROS VALOR UND
Diámetro de tubería 1 1/2 pulg
Longitud de tuberias laterales 1.92 m
Espaciamiento entre tuberias 0.20 m
Número de laterales 42.00 und
Número de orificios por cada lateral 25.00 und
Diametro de orificio 2.00 mm
Altura de fluido en el tanque de conexc. 0.60 m
Drenaje inferior
PARAMETROS VALOR UND
Número de viguetas prefabricadas 196 und
Area del orificio de drenaje 0.00 pulg
Diámetro del canal de drenaje 4.00 pulg
# de aberturas de ventilación 70.00 und
Altura del drenaje 0.30 m
Sedimentador secundario
PARAMETROS VALOR UND
Largo y ancho real del sedimentador 4.60 m
Altura del sedimentador 2.00 m
Tiempo de evacuación de lodos 6.00 meses
Borde libre 0.30 m
Te=
SIMBOLO
SIMBOLO
#Ladr=
Lrs=
hr=
Aod=
Dc=
#aber=
#Lat=
h2=
11
SIMBOLO
dt=
P=
Lt=
et=
BL=
Hd=
No=
do=
N
BL=
SIMBOLO
L=
Asumimos
Largo y ancho real del sedimentador
Vrs
Ars
hr
VT
Tr
Q
Lrs Ars
Q
Var
Ars
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