Prefiltro Horizontal

CALCULO HIDRAULICO DE PREFILTRO HORIZONTALProyecto: “Sistema de Agua Potable Aldea Tierra Nueva”

Dueño: Agros Internacional

Calculo: Ing. J. Alejandro Gonzalez S.

Ubicación: El Tuma, La Dalia, MatagalpaFecha: Marzo de 2011

01.- DATOS GENERALES

Qmd = 0.500 L/seg. Turbidez Maxima: 500.000 UTNQmd = 0.00050 m3/seg.

03.- VELOCIDAD DE FILTRACION Criterio

Asumiremos:Vf = 0.400 m/h

04.- AREA DE FILTRACION Ecuacion

A: Área de Pre filtración (m)

Vf: Velocidad de Filtración (m/h)

A = 4.500 m205.- ALTURA DE GRAVA Criterio

Considerando la profundidad de la grava de :

H= 1.40 m (Valor Asumido)06.- ANCHO DE PREFILTRO Ecuacion

B: Ancho del pre filtro (m)

H: Profundidad del lecho Filtrante (m)

B = 3.21 mB = 3.30 m

07.- LARGO DE PREFILTRO Ecuacion

VALORES EXPERIMENTALES DEL MODULO DE IMPEDIMENTO (λ)

Se recomienda velocidades de filtración de 0.10 - 0.60 m/h variables en razón inversa a

la calidad del agua

Q: Caudal de Diseño (m3/seg)

La profiundidad del lecho filtrante varia de 0.4 m a 1.5 m

A: Area de pre filtracion (m2)

Li : Longitud del compartimiento i (m)Tf : Tubiedad del efluente (UTN)T0 : Tubiedad del afluente (UTN)λ : Modulo de Impedimento ( m-1)





DIAMETRO DE GRAVA

TASA DE FILTRACION 1 - 2 2 - 3 3 - 4

0.1 1.00 - 1.40 0.70 - 0.90 0.40 - 0.80

0.2 0.70 - 1.00 0.60 - 0.80 0.30 - 0.70

0.4 0.60 - 0.90 0.40 - 0.70 0.25 - 0.60

0.8 0.50 - 0.80 0.30 - 0.60 0.15 - 0.50PRIMER TRAMO: GRAVA DE 3 A 4 CM Ecuacion

Vf = 0.40 m/h

Se obtiene: λ = 0.425To= 500.00 UTNTf = 300.00 UTNReemplazando valores

L1 = 1.75

L1 = 1.80 mSEGUNDO TRAMO: GRAVA DE 2 A 3 CM Ecuacion

Vf = 0.40 m/h

Se obtiene: λ = 0.55 To = Turbidez igual a la salida del tramo 1To = 300.00 UTNTf = 100.00 UTNReemplazando valorescen Ecuacion

L2 = 1.75

L2 = 1.80 mTERCER TRAMO: GRAVA DE 1 A 2 CM Ecuacion

Vf = 0.40 m/h

Se obtiene: λ = 0.75 To = Turbidez igual a la salida del tramo 2To = 100.00 UTNTf = 50.00 UTN

Reemplazando valoresL3 = 0.92

L3 = 1.00 m

Por lo tanto la longitud total del prefiltro sera:

L = 4.60 m





Esquema

3.30

1.80

PLANTA4.60

1.80

1.00

CORTEh = 1.40

CALCULO HIDRAULICO DE PREFILTRO HORIZONTAL


DISEÑO ESTRUCTURAL DE PRE FILTRO

Proyecto: “Sistema de Agua Potable Aldea Tierra Nueva”


DATOS GENERALES

ANCHO DE LA PARED (b) 1.00 mALTURA DE AGUA (h) 1.40 mBORDE LIBRE (BL) 1.03 mALTURA TOTAL (H) 2.43 mPESO ESPECIFICO DE GRAVA SATURADA 2100.00 kg/m3PESO ESPECIFICO DEL CONCRETO (γc) 2400.00 kg/m3CAPACIDAD DE CARGA DE TERRENO (σt) 0.90 kg/cm2ESF.COMPRESION DEL CONCRETO (f'c) 210.00 kg/cm2ESF. FLUENCIA DEL ACERO (fy) 4200.0 kg/cm2

I.- DISEÑO DE LA PARED

1. - CALCULO DEL ESPESOR DEL MURO

Eh= 2.058 T/m

M= 0.960 T-m

Mu= 1.537 T-m

d= 14.428 cm

t=t= 19.223 cmt= 20.00 cm

2. - CALCULO DE ACERO EN MURO

a).- Acero vertical

Ahora calculo el espesor "t" y para eso utilizo la formula de flexion

d + rec. +ф/2

t

h

Eh

h/3

Mu

2**2

1hEh

Ehh

M *3

)**59.01(*****9.0 2

cf

fyppfydbM

iU




• Acero minimo

As = 2.766 cm2

dbAs *0018.0




• Acero efectivo

Datos:1.537 T-m rec.= 4.00 cm b= 4200.00 kg/cm2 d= 15.37 cm f'c=

2.940 cm2 a= 0.692 cm 2.866 cm2 a= 0.674 cm 2.705 cm2 a= 0.636 cm 2.702 cm2 a= 0.636 cm 2.702 cm2

Usar : ø Nº03 @ 0.24 m (As=273.86 cm2)

b).- Acero horizontal

As = 3.073 cm2

Usar : ø Nº03 @ 0.22 m (As=3.69 cm2)

II.- DISEÑO DE LA CIMENTACION

Vamos a despreciar la resistencia del terreno, luego calculamos el momento

a).-Calculo de Wu:

L= 1.800 mB= 1.400 m

Muros= 3.149 T1.058 T

Losa de fondo= 1.193 TPeso de grava= 7.409 T

Columnas= 1.400 TTOTAL = 14.21 T

b).-Verificacion de presiones:

σ = 3.980 T/m2 < σ t= 9.000 T/m2 ………………..…

c).-Presion de diseño:

σu = 6.368 T/m2

Mu=

fy=

As=

As=

As=

As=

As=

Según la norma E-060 para acero menor a 5/8" el refuerzo horizontal para muros tiene una cuantia de 0.002




d).- Momentos de empotamiento en los extremos :

Mue = -0.172 T- m

192

* 2LWM e




e).- Momentos en el centro:

Muc= 0.155 T- m

f).- Diagrama de momentos flectores:

g).- Calculo del espesor:

Para el calculo del espesor de la losa utilizo en momento maximo

d = 4.826 cm

e=e= 9.621 cm

e= 15 cm

• Acero minimo

As = 1.866 cm2

• Acero efectivo

Datos:0.172 T-m rec.= 4.00 cm b= 4200.00 kg/cm2 d= 10.37 cm f'c=

d + rec. +ф/2

Mu=

fy=

Muc Muc

Mue

)**59.01(*****9.0 2

cf

fyppfydbM

iU

384

* 3LWM c

dbAs *0018.0




0.488 cm2 a= 0.115 cm 0.467 cm2 a= 0.110 cm 0.441 cm2 a= 0.104 cm 0.441 cm2 a= 0.104 cm 0.441 cm2

Usar : ø Nº03 @ 0.36 m (As=2.53 cm2)

As=

As=

As=

As=

As=




)**59.01(*****9.0 2

cf

fyppfydbM

iU




100.000 cm 210 kg/cm2

ok




Para el calculo del espesor de la losa utilizo en momento maximo

100.000 cm 210 kg/cm2

Muc Muc

Mue

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