Poblacin y CaudalesCALCULO DE POBLACIONPROYECTOAMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCURA DE ALMACENAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA LOCALIDAD DE POMACOCHASDESCRICCIONN CasasN PersonasTransformacion en casasCaserio7846878Escuela Primaria484Centro Educativo Inicial382Comedor Infantil592TOTAL DE VIVIENDAS =86Considerando un numero de habitantes por Vivienda =6.00habit. / familiaEntonces la Poblacion Total =520habitantesTOTAL DE VIVIENDAS EN EL CASERIO =86POBLACION TOTAL DEL CASERIO =520Nota: se considera que el 25% del tiempo, la persona lo pasa en las instituciones, como Casa comunal y Comedor Infantil; y el 50% en los Centros educativosCALCULO DE CAUDALES DE SALIDA EN RED DE DISTRIBUCIONCaudal de Diseo =0.000Ll/seg.En86.00ViviendasPILETANN DE VIVIENDAS DE INFLUENCIACAUDAL EN PILETAPILETA143.000.000 Lt/segPILETA243.000.000 Lt/seg0.000 Lt/seg0.000 Lt/segTOTAL86.000.000 Lt/seg

VolumenPROYECTOAMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCURA DE ALMACENAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL DISTRITO UNION AGUA BLANCAA.- POBLACION ACTUAL1,540.00B.- TASA DE CRECIMIENTO (%)0.80C.- PERIODO DE DISEO (AOS)20D.- POBLACION FUTURA1,806Pf = Po * ( 1+ r*t/100 )E.- DOTACION (LT/HAB/DIA)80F.- CAUDALES DE DISEO :Las variaciones del consumo mensual, diario u horario se estudian a base de curvas hechas con datos estadisticos de la Poblacin, en nuestra poblacion no contamos con dichos datos, por lo tanto se ha optado por criterios razonables, basados en el R.N.C.VARIACION DIARIA : Segn el R.N.C., usuar los siguientes valores deacuerdo al promedio anual de la demandaK1 =entre :1.20a1.50Tomamos el promedio : ====>1.30VARIACION HORARIA : Este valor depende de las actividades y habitos de la poblacin, segn el RNC :En este proyecto se ha considerado como maximo anual de la demanda horaria :K2 =1.80CAUDAL DE DISEO :Consumo Promedio = Qp =D * Pd=80 lpd1806.06=0.00167 m/seg86400seg86400segQp =1.6722746546Consumo Maximo Diario = Qmd =Qp * K1 =1.67227465461.3Qmd =2.173957051Consumo Maximo Horario =Qmh = Qmd * K2 =2.1739570511.80Qmh =3.9131226917G.- VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3)V = 0.25 * Qmd * 86400 / 1000 =47.96A UTILIZAR :V =50 m

DiseoPROYECTO:AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCURA DE ALMACENAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL EL PROGRESO - GRAU - APURIMACDISEO DE RESERVORIO(VOL. =98.00 m )CRITERIOS DE DISEO*El tipo de reservorio a disear ser superficialmente apoyado.*Las paredes del reservorio estarn sometidas al esfuerzo originado por la presin del agua.*El techo ser una losa de concreto armado, su forma ser de bveda, la misma que se apoyar sobre el muro perimetral.*Losa de fondo, se apoyar sobre una capa de relleno de concreto simple, en los planos se indica.*Se disear una zapata corrida que soportar el peso de los muros e indirectamente el peso del techo y la viga perimetral.*A su lado de este reservorio, se construir una caja de control, en su interior se ubicarn los accesorios de control de entrada, salida y limpieza del reservorio.*Se usar los siguientes datos para el diseo:f 'c =210Kg/cmf 'y =4200Kg/cmq adm =1.500Kg/cm=15.00Ton/mPREDIMENSIONAMIENTOV :Volumen del reservorio50.00mdi :Diametro interior del Reservorioet :Espesor de la losa del techo.de :Diametro exterior del ReservorioH :Altura del muro.ep :Espesor de la Paredh :Altura del agua.f :Flecha de la Tapa (forma de bveda)a :Brecha de Aire.Clculo de H :Considerando las recomendaciones practicas, tenemos que para:VOLUMEN (m)ALTURA (m)ALTURA DE AIRE (m)10-602.200.6060-1502.500.80150-5002.50-3.500.80600-10006.50como mx0.80ms100010.00como mx1.00Asumiremos : h =2.80m.Altura de salida de agua hs =0.15m.a =0.80m.H = h + a + hs=3.75m.HT = H + E losa =3.95Clculo de di :okRemplazando los valores :V =p * di * hdi =4.77m.4optamos por :di =5.80m.Clculo de f :Se considera f = 1/7 * di =0.83m.Clculo de ep :Se calcular considerando dos formas :1.-Segn company:ep = (7 + 2h/100) cm.h = altura de agua en metros =2.80m.Remplazando, se tiene: ep =7.056cm.2.-Considerando una junta libre de movimiento entre la pared y el fondo, se tiene que slo en la pared se producen esfuerzos de traccin. La presin sobre un elemento de pared situado a "h" metros por debajo del nivel de agua es de g agua * h (Kg/cm), y el esfuerzo de traccin de las paredes de un anillo de altura elemental "h" a la profundidad "h" tal como se muestra en el grfico es:T =1000 * h * Dh * di2TN.A.2 Th=2.80TDhdiPresin ejercida por el aguaTTa las paredesAnalizando para unDh =1.00mRemplazando en la formula, tenemos :T =8120Kg.La Traccin ser mxima cuando el agua llega H =3.75m.Remplazando en la formula, tenemos :T max =10875Kg.Sabemos que la fuerza de Traccin admisible del concreto se estima de 10% a 15% de su resistencia a la compresin, es decir :Tc = f 'c * 10% * 1.00m * ep , igualando a "T" (obtenido)10875=210.0010.00%100.00Despejando, obtenemos :ep =5.1785714286es < e1, no se tendr en cuentaTomando en cuenta como diseo de reservorio tipo ferrocemento, usaremos:ep =15Clculo de de :de = di + 2*ep =6.1Clculo del espesor de la losa del techo et :Como se indicaba anteriormente esta cubierta tendr forma de bveda, y se asentar sobre las paredes por intermedio de una junta de cartn asfaltico, evitandose asi empotramientos que originaran grietas en las paredes por flexin.El empuje horizontal Total en una cpula de revolucion es :PFcFc =CompresinFt =TraccinFtJunta asfalticaFt = P / (2 * p * Tg a)Se calcularn 2 valores del espesor, teniendo en cuenta el esfuerzo a la compresin y el esfuerzo cortante del concreto. Para ello primero ser necesario calcular los esfuerzos de Compresin y Traccin originados por el peso y su forma de la cpula (Fc y Ft ).di =5.8Fc = Ft + PPFcEFta/2f =0.8285714286R =5.4892857143RRR - f =4.6607142857Tg a = P / Fta/2 a/2(R-f) + (di/2) = RRemplazando los valores, tenemos el valor de R :R=5.4892857143Tg a/2 = [di / 2] / (R-f) =0.6222======>a =63.782 a/2 =31.891 Del Grafico :Fc = P / Seno aMetrado de Cargas :Peso propio=130.00Kg/mSobre carga=150.00Kg/mAcabados=50.00Kg/mOtros=50.00Kg/mTOTAL=380.00Kg/mArea de la cpula =p * di / 4 =26.42 mPeso = P=380.00Kg/m *26.42 m= P =10039.90Kg.Remplazando en las frmulas, tenemos :Ft =2568.05Kg.FC =19004.10Kg.Desarrollo de la Linea de Arranque (Longitud de la circunferencia descrita) - Lc:Lc = pi * d i =5.80 pi=18.22m.Presin por metro lineal de circunferencia de arranque es - P / ml:P /ml =Fc / Lc =19004.10/ 18.22=1042.96Kg/mlEsfuerzo a la compresin del concreto Pc :Por seguridad :Pc = 0.45 * f'c * b * etpara un ancho de b=100.00cmet =espesor de la losa del techoIgualamos esta ecuacin al valor de la Presin por metro lineal : P /ml0.45210.00100.00* et =1042.96Primer espesor :et =0.11 cmEste espesor es totalmente insuficiente para su construccin ms an para soportar las cargas antes mencionadas.Esfuerzo cortante por metro lineal la pared perimetral - V /ml :V / ml =P / Lc =10039.90/ 18.22=551.00Kg/mlEsfuerzo permisible al corte por el concreto - Vu :Vu = 0.5 * ( f`'c )* b * etpara un ancho de b=100.00cmIgualamos esta ecuacin al valor del cortante por metro lineal : V /ml0.5210.00100.00* et =551.00Segundo espesor :et =0.76 cmDe igual manera este espesor es totalmente insuficiente. De acuerdo al R.N.C., especifica un espesor mnimo de 5 cm. Para losas, por lo que adoptamos un espesor de :et =7.50 cmValores del predimensionado :0.0750.82857142860.84.70357142862.80.2Zapata perimetral0.155.80.156.1dc =5.95diametro centralPeso especifico del concreto c =2.40Tn/mPeso especifico del agua a =1.00Tn/mZapata perimetral :b =0.4h =0.2METRADO DEL RESERVORIO.Losa de techo : e =7.50 cm x di * e * c / 4 =5.26Ton.Muros o pedestales laterales x dc * e *h * c =24.23Ton.Peso de zapata corrida x dc * b *h * c =3.59Ton.Peso de Losa de fondo x di * e * c /4 =12.68Ton.Peso del agua x di * h * a /4 =73.98Ton.Peso Total a considerar :119.74Ton.DISEO Y CALCULOSConsiderando lo siguiente :a.-Cuando el reservorio esta Vacio, la estructura se encuentra sometida a la accin del suelo, produciendo un empuje lateral; como un anillo sometido a una carga uniforme, repartida en su perimetro.b.-Cuando el reservorio esta Lleno, la estructura se encuentra sometida a la accin del agua, comportandose como un portico invertido siendo la junta de fondo empotrada.M = Mo . M1 . X1 =qt . r/2 (1 - cos) - qt . r/6Clculo del Valor de qt :Segn datos del Estudio de Suelos, tenemos que :Peso especifico del suelo s =1.15Tn/mAngulo de friccin interna =10.40 h=0.5qtVamos a considerar una presin del terreno sobre las paredes del reservorio de una altura de h =0.5es decir la estructura est enterrado a sta profundidad.Por mecnica de suelos sabemos que el coeficiente de empuje activo Ka = Tang (45 + /2)Adems cuando la carga es uniforme se tiene que Ws/c =====> Ps/c = Ka * Ws/c, siendo :Ws/c =qtPs/c =Presin de la sobrecarga =s . h = Ka . qtqt = s . h / KaRemplazando tenemos:Ka =1.441Asi tenemos que :qt =0.40Tn/mAplicando el factor de carga util :qt u =1.70.68 Tn/mClculo de los Momentos flectores :Datos necesarios :r = radio =3.05qt u =0.68Tn/mL anillo =19.1637151869Cuando 0 /3Cuando 0 /6Mu = qt . r/2 (1 - cos) - qt . r/6Mu =qt. r / 2 (1-sen) - qt. r [1 - cos(30 - )]Mu ( T-m / anillo)Mu ( T-m / m-anillo)Mu ( T-m / anillo)Mu ( T-m / m-anillo)0.00-1.052-0.0550.002.3100.12110.00-1.004-0.0525.002.2900.11920.00-0.862-0.04510.002.2270.11630.00-0.629-0.03315.002.1240.11140.00-0.314-0.01620.001.9810.10348.15-0.002-0.00025.001.7980.09460.000.5260.02730.001.5780.082Diagrama de Momentos :-0.055300.121Clculo de Esfuerzos cortantes.Cuando 0 /3Cuando 0 /6Q = (1/r) * dM/d = qtu . r sen /2Mu =qtu. r [-cos/2 + sen(30 - )]Mu ( T-m / anillo)Mu ( T-m / anillo)0.000.0000.00-0.00010.000.1805.00-0.15620.000.35410.00-0.31130.000.51715.00-0.46440.000.66520.00-0.61350.000.79325.00-0.75760.000.89630.00-0.896Diagrama de Cortantes :0.0000.896-0.89630Clculo de acero en las paredes del Reservorio debido a los esfuerzos calculados:Acero Horizontalep =15. cmrecubrim.=4.0 cmf ' c =210 kg/cm =0.85p min =0.002f y =4200 kg/cm =0.90M(Tn-m)b (cm)d(cm)a (cm)As (cm)As minAs diseo a usarDisposicin0.121100.0011.000.0680.292.202.203/83/80.32 mAcero VerticalSe hallar con el momento de volteo (Mv)P = qt . h / 2 =1.289Ton.Mv = P. h /3 =0.215Ton-m0.5Mvu = 1.7 * Mv =0.365Ton-mPh/3=0.17qtM(Tn-m)b (cm)d(cm)a (cm)As (cm)As minp=As/bd3/8TotalDisposicin0.365100.0011.000.2090.892.200.002042.853/80.25b.-Diseo del reservorio (Lleno) considerando : la unin de fondo y pared Rigida (empotramiento).Si se considera el fondo y las paredes empotradas, se estara originando momentos de flexin en las paredes y en el fondo de la losa, ambas debern compartir una armadura para evitar el agrietamiento. Para ello se a creido conveniente dejar de lado la presin del suelo (si fuera semi enterrado), ademas se considera el reservorio lleno, para una mayor seguridad en el diseo. Tanto las paredes y el fondo de la losa se considern dos estructuras resistentes a la presin del agua. para ello se considera lo siguiente:* .-Los anillos horizontales que estn resistiendo los esfuerzos de traccin.* .-Los marcos en "U", que seran las franjas verticales, denominados porticos invertidos que estn sometidos a flexin y adems resistiran esfuerzos de traccin en el umbral o pieza de fondo; es decir la presin se supondr repartida en los anillos (directrices) y en los marcos (generatrices).Grfico :0.83.82.8h/3=0.930.20.155.80.156.1Analizando una franja de un metro de ancho, de los marcos en "U", tenemos el siguiente diagrama de momentos :8.115Ma =3.659Mo3.6593.6593.659Calculando :P = (a . H / 2) * 1.00 m. =3.920Ton.Ma = P . H / 3 =3.659Ton-mEl momento obtenido, se le aplicar un factor de disminucin, teniendo en cuenta que una parte de los esfuerzos son absorbidos por el refuerzo horizontal.Mu = Ma*0.75 =2.744Ton-mPara el momento en el fondo de la losa se despreciar por completo la resistencia del sueloPresin en el fondo W= a . H =2.80Ton/m =Carga repartidaMo = W . D / 8 =11.77Ton-m.La traccin en el fondo ser :T = W . D / 2 =8.12Ton.Clculo de acero en las paredes del Reservorio debido a los esfuerzos calculados:Acero VerticalMu =2.744Ton-mM(Tn-m)b (cm)d(cm)a (cm)As (cm)As minp=As/bd1/2TotalDisposicin2.744100.0011.001.687.152.200.006556.331/20.20Ecuacin :Y = K . Xcuando X=2.80Y = Mau =2.7441/20.40Entonces :K =0.125L c =2.2223614728Mau / 2 =K . Lc =1.372Entonces :Lc =2.2223614728d 12h =2.8d=11.000.730038527212 =15.241/20.202.744Ton-mDiagrama de MomentoCortante asumido por el concreto en una franja de 1.00 m.:Vc = * 0.5 * 210 * b * h , siendo b =100.0 =0.85h =0.075Vc =4.62Ton.La traccin en el fondo de la losa Vu = T =8.12Ton.T>Vc, reintentar de nuevoAcero Horizontal :Tal como se calcul para el predimensionamiento del espesor de la pared, Las tracciones en un anillo, se encontrar considerando en las presiones mximas en cada anillo. Ya que los esfuerzos son variables de acuerdo a la profundidad, el anillo total lo dividimos en :6anillos de0.6de alturaT =1000 * h * hi * dih =0.6h12di =5.8h2Los 2 primeros anillos conformaran uno slohih3h1 =0.90h2 =1.50h4h3 =2.103.6h4 =2.70h5h5 =3.30Remplazando en la ecuacin :AnilloT (Ton)11.56622.61033.65444.69855.742T = Fs . AsFs = 0.5 Fy =2100As min = 0.002 *0.60.0750.900cmSeparacin S max =1.5 . e =0.225Por esfuerzo de traccin, tenemos que :AnilloT(Kg)As (cm)As (usar)1/2Total cmDisposicin11566.000.7460.90011.271/20.22522610.001.2431.24311.271/20.22533654.001.7401.74011.271/20.22544698.002.2372.23711.271/20.22555742.002.7342.73411.271/20.225Asimismo consideramos acero mnimo en la otra cara del muroAcero Longitudinal : lo consideramos como acero de montaje :1/20.30Acero Horizontal : consideramos (2/3) del Acero mnimo2/3 *0.90cm =0.60cm1/21Disposicin final de acero :1.21/20.2251/20.401/20.2250.61.21/20.2250.73003852721/20.201/20.2250.6Diseo y Clculo de acero en la losa de fondo del Reservorio :Diagrma de momentos en la losa :CL3.6593.659Ton-m.2.9Peso Total = a * H * * R =73.98Ton.Carga unitaria por unidad de longitud = q = H * a / Longitud del circulo=0.15Tn/mxqx0.15Tn/mM=3.66Tn-mAB0.22281692035.8Clculo del cortante a una distancia "X" :Se hallar el valor de "qx" en funcin de "x", qx =0.053 (2.900 - X )Cortante "Vx" :Vx = R - P - 0.5 * (q' + qx)*X =0.223-0.154X +0.026XMomento "Mx" :Mx = - M + (R - P)*X - qx*X / 2 - (q' - qx)*X/3 =Mx =-3.660.223 x-0.0768X +0.009XValores :X (m) =0.0000.4830.9671.4501.9332.4172.900V (Ton) =0.2230.3030.3960.5010.6190.7490.891M (Tn-m) =-3.659-3.568-3.507-3.470-3.451-3.444-3.443Chequeo por cortante :Cortante asumido por el concreto en una franja de 1.00 m.:Vc = 0.5 210 * b * d , siendo b =100.0d =0.2 =0.85Vc =12.318Ton.La traccin maxima en la losa es Vu = T =0.8913TonT