Ejemplo diseño de un desarenador

1. PROYECTO
ACUEDUCTO VEREDA SAN ANTONIO MUNICIPIO DE SABANALARGA
ENERO de 2013
CALCULO Y DISEÑO ESTRUCTURAL DESARENADOR
ALFREDO MARTIN PEREZ JAIMES
T.P 6820250673 STD
SABANA LARGA
Ing Civil
CALCULO Y DISEÑÓ

2. ANEXO
GRAFICAS Y RESULTADOS DE CALCULOS

3. ACUEDUCTO VEREDA SANT ANTONIO MUNICIPIO DE SABANA LARGA - CASANARE
INTRODUCCION
El presente caso corresponde a una estructura de almacenamiento de agua
potable, la cual consta de muros y placas de concreto, de acuerdo con lo
consiganado por el NSR10 en lo concerniente a estructuras de almacenamiento
de liquidos, C23.
El procedimiento a seguir comprende el análisis y calculo de cargas, muertas,
presion de suelos y las producidas por sismo mediante procedimiento
simplificado, caso critico cuando se encontrarse desocupado el tanque.
En las siguientes paginas se muestra cada uno de los pasos a seguir, para el
analisis de refuerzo de los muros y placas se tienen en cuenta los resultados de
refuerzo por codigo de colores y se muestran su graficas para simplificar los
resultados..

5. ACUEDUCTO VEREDA SANT ANTONIO MUNICIPIO DE SABANA LARGA - CASANAREA
1 SISTEMA ESTRUCTURAL
2 MATERIALES A UTILIZAR
2.1 CONCRETO:
Con capacidad fc' = Mpa (impermeabilizado) . (C.23-C.1.1.1)
Relacion A/C = 0.5
2.2 ACERO DE REFUERZO:
El acero tanto principal como secundario tendrá una capacidad de:
Con capacidad fy= PSI minima
3.1 Secciones de muro y placa de fondo
L= 3.7 m 0.12
Pero
minimo = 0.15 m
0.17 m
3.1 Espesor recubrimiento de refuerzo
El espesor del recubrimiento esta de acuerdo con la tabla C.23.C.7.7.1, y segun esta se
puede definir lo siguiente:
Se considera de acuerdo con la tabla C.4.3.1 que la estructura no tiene exposicion a cloruros
(So) por ser desarenador o pretratamiento por lo que se podria utilizar un cemento tipo 1, y un
fc de 17 Mpa, sin embargo se utilizara un concreto de mayor fc'.
Para este tipo de estructuras se requiere que los materiales a utilizar tengan las siguientes
características mecánicas.
Se utilizara como línea general un sistema de muros y placas macizas, para deseño de
elementos o estructuras ambientales de acuerdo con NSR10, C23.
28
60000
De acuerdo con el NSR-10, se toman los siguientes espesores
Teniendo en cuenta lo recomendado en el NSR. C.23-C.14.6, se puede tomar un promedio
de los valores recomendados
La razón de tomar este espesor es el de dar una mayor durabilidad de la estructura teniendo
en cuenta la capacidad abrasiva del agua mezclada con otros elementos como arena y
gravas y elementos quimicos como el cloro, ademas de lo anterior con este espesor se logra
un mejor manejo del acero de refuerzo.
entonces
=L/30=
De lo anterior se puede tomar un valor de =

6. ACUEDUCTO VEREDA SANT ANTONIO MUNICIPIO DE SABANA LARGA - CASANAREA
3.2 Cuantia minima de refuezo
4 EVALUACION DE CARGA
4.1 CARGAS MUERTAS
4.1.1.1 PESO DE LA ESTRUCTURA
4.1.1.2 PESO DEL AGUA EN EL TANQUE
4.1.2 CARGAS POR PRESION
4.1.2.1 PRESION DE AGUA
Peso especifico agua 1 Ton/m3
Altura del agua 1.73 m
Pa = (*h) = 1.73 Ton/m2 por metro de muro
4.1.2.1 PRESION DE SUELO
Peso especifico suelo 1.9 Ton/m3
Altura del suelo 1.73 m
Coeficiente activo de presión Ka= 0.33
Pt =(*h)*Ka = 1.08 Ton/m2
4.1.2.1 SOBREPRESION POR SISMO
Peso especifico suelo 1.90 Ton/m3
Altura del suelo 1.73 m
Coeficiente Aa = 0.2 (Coeficiente de aceleración pico)
La losa debera tener un mortero de nivelacion de 3 cms para aislar el concreto de la tierra y
su recubrimiento minimo sera de 5 cms
En el caso de los muros estos deberan se construidos con formaleta en ambas caras y una
vez fraguado se rellenara con tierra alrededor y su recubrimiento sera minimo de 5 cms
La cuantia minima a utilizar sera de 0.0030 para un fy=420 Mpa (C.23-C.7.12.2.1)
La carga muerta es la producida por el peso del concreto de los muros, placa de fondo y
columnas, estas cargas son calculadas internamente por el programa SAP-2000
Se toma un valor empírico recomendado por varios autores en donde el Sismo corresponde a
un porcentaje de el valor de la aceleración pico de sismo.

7. ACUEDUCTO VEREDA SANT ANTONIO MUNICIPIO DE SABANA LARGA - CASANAREA
Ps = 3/8*(*h)*Aa = 0.25 Ton/m2
Pst = 1.33 Ton/m2
Peso especifico equivalente del suelo= 769.5 Kgf/m3
Coeficiente elastico del suelo = Ks = 600 Ton/m3
5. Calculo análisis y diseño
6. Combinación básica para calculo de muros
C1 = (1.2D+1.6Psuelo)
C1 = (1.2D+1.6PAgua)
Los resultados de refuerzo para placas se obtendrán de las graficas en código de colores que
indican la intensidad del refuerzo, para vigas y columnas los resultados se toman
directamente de los resultados numéricos arrojados por el programa en sus graficas.
Teniendo en cuenta que se trata de una estructura enterrada la situacion mas critica se
Para el calculo se utiliza el programa SAP 2000 que hace un analisis de elementos finitos, los
resultados se presentan en codigo de colores que indican la cuantia necesaria de refuerzo en
las dos direcciones tanto arriba y abajo.
De lo anterior se obtiene una presión de suelo total = Pst =

8. ACUEDUCTO VEREDA SANT ANTONIO MUNICIPIO DE SABANA LARGA - CASANARE
CALCULO DE REFUERZO PARA PLACAS DE PISO Y MUROS
ELEMENTO
Direccion
Refuerzo
Programa
(cm2/cm)
Cuantia/
Programa
Cuantia
minima
Area
Refuerzo
(cm2)/m
Profundidad
d (cm)
Longitud
(cm)
Muro (refuerzo horizontal)
Sup- extrem XE1 17 100 0.007 0.00041 0.003 5.1 Top
infer. Extrem XE2 17 100 0.0017 0.00010 0.003 5.1 Top
med - medio XE3 17 100 0.007 0.00041 0.003 5.1 Top
Sup- extrem XE5 17 100 0 0.00000 0.003 5.1 bot
infer. Extrem XC1 17 100 0.0045 0.00026 0.003 5.1 bot
med - medio XC2 17 100 0 0.00000 0.003 5.1 bot
Muro (refuerzovertical)
infer. Extrem YE1 17 100 0.0021 0.00012 0.003 5.1 Top
infer mefio YE2 17 100 0.0026 0.00015 0.003 5.1 Top
sup YE3 17 100 0.006 0.00035 0.003 5.1 Top
infer. Extrem YE1 17 100 0.0018 0.00011 0.003 5.1 bot
infer mefio YE2 17 100 0.002 0.00012 0.003 5.1 bot
sup YE3 17 100 0.0033 0.00019 0.003 5.1 bot
ELEMENTO
Direccion
Refuerzo
Programa
(cm2/cm)
Cuantia/
Programa
Cuantia
minima
Area
Refuerzo
(cm2)/m
Profundidad
d (cm)
Longitud
(cm)
Placa (refuerzo horizontal)
Sup- extrem XE1 17 100 0.0009 0.00005 0.003 5.1 Top
infer. Extrem XE2 17 100 0.001 0.00006 0.003 5.1 Top
med - medio XE3 17 100 0.0009 0.00005 0.003 5.1 Top
Sup- extrem XE5 17 100 0.0005 0.00003 0.003 5.1 bot
infer. Extrem XC1 17 100 0.0002 0.00001 0.003 5.1 bot
med - medio XC2 17 100 0.0005 0.00003 0.003 5.1 bot
Placa (refuerzo horizontal)
infer. Extrem YE1 17 100 0.001 0.00006 0.003 5.1 Top
infer mefio YE2 17 100 0.003 0.00018 0.003 5.1 Top
sup YE3 17 100 0.001 0.00006 0.003 5.1 Top
infer. Extrem YE1 17 100 0.0006 0.00004 0.003 5.1 bot
infer mefio YE2 17 100 0 0.00000 0.003 5.1 bot
sup YE3 17 100 0.0006 0.00004 0.003 5.1 bot
Los resultados aquí obtenidos corresponden a los dados por el progarma de calculo.
SECCION
SECCION

9. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - 3-D View - Kgf, m, C Units
1/18/13 17:26:35

10. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Area Surface Pressure - Face Top (PRES. SUELO) - Kgf, m, C Units
1/18/13 17:27:29
0.00 0.10 0.20 0.31 0.41 0.51 0.61 0.72 0.82 0.92 1.02 1.13 1.23 1.33 E+3

11. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Area Surface Pressure - Face Top (PRES. AGUA) - Kgf, m, C Units
1/18/13 17:30:04
-1.73 -1.60 -1.46 -1.33 -1.20 -1.06 -0.93 -0.80 -0.67 -0.53 -0.40 -0.27 -0.13 0.00 E+3

12. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Reinforcement Intensity ASt1 Diagram - Top Face (COMB1) - Kgf, m,
1/18/13 17:30:52
8. 15. 23. 30. 38. 45. 53. 60. 68. 75. 83. 90. 98. 105. E-6

13. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Reinforcement Intensity ASt2 Diagram - Top Face (COMB1) - Kgf, m,
1/18/13 17:31:19
8. 16. 24. 32. 40. 48. 56. 64. 72. 80. 88. 96. 104. 112. E-6

14. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Reinforcement Intensity ASt1 Diagram - Bot Face (COMB1) - Kgf, m,
1/18/13 17:31:46
8. 15. 23. 30. 38. 45. 53. 60. 68. 75. 83. 90. 98. 105. E-6

15. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Reinforcement Intensity ASt2 Diagram - Bot Face (COMB1) - Kgf, m,
1/18/13 17:32:10
8. 16. 24. 32. 40. 48. 56. 64. 72. 80. 88. 96. 104. 112. E-6

16. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Reinforcement Intensity ASt1 Diagram - Top Face (COMB2) - Kgf, m,
1/18/13 17:32:39
1.8 3.6 5.4 7.2 9.0 10.8 12.6 14.4 16.2 18.0 19.8 21.6 23.4 25.2 E-6

17. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Reinforcement Intensity ASt2 Diagram - Top Face (COMB2) - Kgf, m,
1/18/13 17:33:00
3.5 7.0 10.5 14.0 17.5 21.0 24.5 28.0 31.5 35.0 38.5 42.0 45.5 49.0 E-6

18. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Reinforcement Intensity ASt1 Diagram - Bot Face (COMB2) - Kgf, m,
1/18/13 17:33:25
1.8 3.6 5.4 7.2 9.0 10.8 12.6 14.4 16.2 18.0 19.8 21.6 23.4 25.2 E-6

19. SAP2000
SAP2000 v14.0.0 - File:MODELO DESARENADOR S.A - Reinforcement Intensity ASt2 Diagram - Bot Face (COMB2) - Kgf, m,
1/18/13 17:33:51
3.5 7.0 10.5 14.0 17.5 21.0 24.5 28.0 31.5 35.0 38.5 42.0 45.5 49.0 E-6