Memoria de Cálculo Agua Basualdo - Copia

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    06-Jan-2016

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Poblacin-DemandaMUNICIPALIDAD DISTRITAL DE MARGOSEXPEDIENTE TCNICO:SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE TOCANAALCALDE: SIMION CASTRO ESTEBAN::3.1.- MEMORIA DE CALCULO - DEMANDA DE AGUADATOS GENERALES DEL PROYECTOPoblacin Actual:350habitantesI.- POBLACIN DE DISEO Y DEMANDA DE AGUAA .- CLCULO DE LA POBLACIN FUTURAEl mtodo ms utilizado para el cculo de la poblacin futura en las zonas rurales es el analitico y conmas frecuencia el de crecimiento aritmtico. Para lo cual se usa la siguiente exprecin.Donde:Pf = Poblacin futuraPa = Poblacin actualr = Coeficiente de crecimiento anual por mil habitantest = Tiempo en aos (periodo de diseo)A.1.- PERIODO DE DISEOEs el tiempo en el cual el sistema sera 100% eficiente, ya sea por capacidad en laconduccin del gasto deseado o por la insistencia fsica de las instalaciones.CUADRO 01.01CUADRO 01.02Periodo de diseo recomendado paraPeriodo de diseo recomendado segnpoblaciones ruralesla poblacinCOMPONENTEPERIODO DEPOBLACINPERIODO DEDISEODISEOObras de captacin20 aos2,000 - 20,00015 aosConduccion10 a 20 aosMas de 20,00010 aosReservorio20 aosRed principal20 aosRed secundaria10 aosNota.-Para proyectos de agua potable en el medio rural las Normas del Ministerio deSalud recomienda un periodo de diseo de 20 aos para todo los componetesDe la concideracion anterior se asume el periodo de diseo:t =20aosA.2.- COEFICIENTE DE CRECIMIENTO ANUAL ( r )CASO 1:Cuando se cuenta con informacin censal de periodos anteriores. El coeficientede crecimiento anual ( r ) , se calcula mediante el cuadro y frmula descritos.CALCULOSCoeficiente de crecimiento anualAOPatPPa.trr.t(hab.)(aos)Pf-PaP/Pa.t1972------2002421-----r =0/20036161----TOTAL-1---0CASO 2:Cuando no existe informacin consistente,se cosidera el valor ( r ) en base a loscoeficientes de crecimiento lineal por departamento segn el cuadro 1.3CUADRO 2.1Coeficiente de crecimiento lineal por departamento ( r )CRECIMIENTOCRECIMIENTODEPARTAMENTOANUAL POR MILDEPARTAMENTOANUAL POR MILHABITANTES ( r )HABITANTES ( r )Piura30Cusco15Cajamarca25Aprimac15Lambayeque35Arequipa15La Libertad20Puno15Coeficiente Asumido:Ancash10Moquegua10Hunuco25Tacna40r =20/Junn20Loreto10Pasco25San Martin30Lima25Amazonas40Ica32Madre de Dios40Fuente: Ministerio de SaludPf =490hab.70320B .- CLCULO DE LA DEMANDA DE AGUA17.58B.1.- DETERMINACIN DE LA DOTACIN23.44CUADRO 02.01CUADRO 02.02Dotacin por nmeros de habitantesDotacin segn ReginPOBLACINDOTACINREGINDOTACIN(habitantes)(l/hab/da)(l/hab/da)Hasta 50060Selva70500 - 100060 - 80Costa603201000 - 200080 - 100Sierra50Fuente: Ministerio de SaludFuente: Ministerio de SaludTambien: Para sistemas de abastecimiento Indirecto ( Piletas Pblicas):D =30 - 50 lt / hab. / daDemanda de dotacin asumido:D =50(l/hab/da)Dotacin por nmero de hab.(Cuadro 02.01)B.2.- VARIACIONES PERIODICASCONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL ( Qm )Se define como el resultado de una estimacin del consumo per cpita para la poblacinfutura del periodo de diseo, y se determina mediante la expresin:Donde:Qm = Consumo promedio diario ( l / s )Pf = Poblacin futuraD = Dotacin ( l / hab / da)Qm =0.28( l / s )CONSUMO MXIMO DIARIO (Qmd) Y HORARIO (Qmh)Se definen como el da de mximo consumo de una serie de registros observados durante los 365das del ao, y la hora de mximo consumo del da de mximo consumo respectivamente.Donde:Qm = Consumo promedio diario ( l / s );Qmd = Consumo mximo diario ( l / s )Qmh = Consumo mximo horario ( l / s )K1,K2 = Coeficientes de variacinEl valor de K1 para pob. rurales varia entre 1.2 y 1.5; y los valores de k2 varan desde 1 hasta 4.(dependiendo de la poblacin de diseo y de la regin)Valores recomendados y mas utilizados son:K1 =1.65K2 =2.2Qmd=0.46( l / s )Demanda de aguaoo oQmh=0.62( l / s )C .- AFOROSNOMBRE DE LA FUENTECAUDALCOMENTARIOFuente0.35l/sFuente actual del sistema0.00l/sFuente para cubrir el dficit de aguaQ =0.35lts/seg.Oferta de Agua0.350.00228-------->OK!N ranuras =65.1482568Por lo tanto :N ranuras =65RanurasE .- DIMENSIONAMIENTO DE LA TUBERIA DE REBOSE Y LIMPIEZA :FRMULA:Donde :Q = Caudal mximo de la fuente en m3/segS = Pendiente mnima (1 - 1.5 %) m/mn = coeficiente de rugosidad de manningD = dimetro de la tuberia en m.Datos:n =0.01PVCS =1%Q =0.46lt/seg(caudal maximo)n*Q =0.0000046 S =0.1D =0.04m. 1.44Pulg.Pulg.2Pulg.

ASUMIR SEGN CRITERIOAsumir segn el rango anteriorAsumir segn criterio

Lin. Cond. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE MARGOSEXPEDIENTE TCNICO:SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE TOCANA3.3.- MEMORIA DE CLCULO - LINEA DE CONDUCCINDATOS GENERALES DEL PROYECTOCota de la Captacin N01:3811.90m.s.n.mCaudal Maximo diario:0.46l/sCota de la Captacin N020m.s.n.mCaudal Mximo horario:0.62l/sCota del Reservorio:3728.00m.s.n.mCaudal a captarse de Cap. N 01.:0.35l/sCaudal a captarse de Cap. N 02.:0.00l/sPara propositos de diseo se concidera:Ecuacin de Hazen WilliamsCoef. de Hanzen-Williams:Tuberia de diametros comercialesMATERIALCDiametroD(cm)Fierro Fundido1000.753/4"0.751.905Concreto11011"12.54Acero1201.51 1/2"1.53.81Asbesto cemento14022"25.08Donde:D:Diametro de la tuberia (Pulg)P.V.C14033"2.56.35Q:Caudal de diseo (l/s)44"37.62hf:Perdida de carga unitaria (m/Km)55"410.16C:Coeficiente de Hanzen -Williams (pie^1/2/seg)66"615.24Coeficiente de Hanzen-Williams:PVC140CLCULO HIDRAULICO DE LA LINEA DE CONDUCCINLONGITUDCAUDALCOTA DEL TERRENODESNIVELPERDIDADIAM.DIAM.VELOC.PERDIDAPERDIDACOTA PIEZOM.PRESINTRAMODELCARGA UNIT.CALC.COMER.CARGACARGAFINALLQmdINICIALFINALTERRENODISPONIBLEVUNITARIAtramoINICIALFINALhfDDhf1Hf1 , Hf2(m)(l/s)(m.s.n.m)(m.s.n.m)(m)(m/m)(Pulg.)(Pulg.)(m/s)(m/m)(m/m)(m.s.n.m)(m.s.n.m)(m)CAPTACION- CMR 01549.640.342584.6502521.99062.660.1140020.3810.670.02498813.732584.652570.9248.93CRP 01 - RESERVORIO549.64062.660

reservorioMUNICIPALIDAD DISTRITAL DE MARGOSEXPEDIENTE TCNICO:SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE TOCANAALCALDE: SIMION CASTRO ESTEBAN3.4.- MEMORIA DE CALCULO - RESERVORIODATOS GENERALES DEL PROYECTODotacin asumida:50l/hab/diaCaudal Promedio:0.28l/sPoblacin Futura:490hab.Caudal Mximo Horario:0.62l/sI.- DISEO HIDRAULICO DEL RESERVORIOA .- GENERALIDADES:Un sistema de abastecimiento de agua potable requerir de un reservorio cuando el rendi-miento de la fuente sea menor que el caudalLas funciones bsicas de un reservorio son:- Compensar las variaciones en el consumo de agua durante el da.- Tener una reserva de agua para atender los casos de incendio.- Disponer de un volumen adicional para casos de emergencias y/o reparacionesdel sistema.- Dar una presin adecuada a la red de distribucin.B .- CLCULO DEL VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO DEL RESERVORIOVOL. ALM. = VREG. + VINCENDIO + VRESERVA.VOLUMEN DE REGULACION:Se obtiene del diagrama de masa. Si es que no se tiene datos para graficarel diagrama de masas se procede de la siguiente manera:Vol. Reg. = 25% ( Consumo Medio Diario)Vol Reg. =0.25*PfxDotacinVol Reg. =6.13m3.VOLUMEN DE INCENDIO:PoblacionVol. Extincion de Incendio< 10000-10000 < P < 1000002 grifos (hidrantes) tmin=2horas(Q=15lt/seg)> 100000tmin.=2horas; zona resid.: 2 grifos; zona industrial:3 grifos.Vol. Incendio =0.00m3VOLUMEN DE RESERVA:Se analiza los siguientes casos:- VRESERVA = 25 % Vol. Total.- VRESERVA =2.8583333333m3- VRESERVA = 33 % ( Vol.Regulacion + Vol. Incendio).- VRESERVA =2.02125m3- VRESERVA = Qp x t ---------> 3 horas < t < 6 horas- VRESERVA =3.024m3De los tres casos analizados se toma-VRESERVA =2.02m3Vol. Almac.=8.15m31.5555555556Vol. Almac.=8.00m3Se asume este volumen que que tiene las siguientes dimensiones2.30x2.30x1.50mII.- DISEO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIOPara capacidades madianas y pequeas, como es el caso de los proyectos de abastecimiento deagua potable en poblaciones rurales, resulta tradicional y aconmica la construccin de un reservorioapoyado de forma rectangular.Daatos:Volumen del reservorioV:7m3Ancho libre de las paredesb:2mAltura de aguah:1.5mBorde LibreB.L:0.3mAltura Total del reservorioH:2.15mPeso Especifico del agua:1000Kg/m3Peso Especifico del tererno:1800Kg/m3Capacidad Portante:1.15Kg/cm2A .- MOMENTOS DE DISEO Y ESPESORESPAREDES:El calculo se realiza cuando el reservorio se encuentra llena y sujeto a la presin delagua.Del analisis estructural :Momento max. Vertical202.50Kg-mMomento max. Horizontal138.50Kg-mEl espesor "e" se determina mediante el metodo elastico sin agretamiento,cuyo valor se estima mediante:Donde:f't:290.25ft:resistencia del concreto202.5M:Momento de diseob:ancho unitario de paredf'c:175kg/cm2ft:11.244443072kg/cm2e :10.39cmM:20250kg - cmb:100cmPara el diseo se sume un espesor de:e :15cmLOSA DE CUBIERTA :La losa de cubierta ser considerada como una losa armada en dos sentidos y apoyada en sus lados.Clculo del espesor de la losa:Luz de clculoL:2.15mEspesor (t)t :5.97cmPara el diseot :10cmSegn el R.N.E para losas macizas en dos direcciones, cuando la relacin de las dos es igual a launidad , los momentos flexionantes en las fajas centrales son:Donde :MA,MB :Momentos centralesW :Carga de servicioL :Luz de calculoC:0.036(Coeficiente)Clculo de la carga de Servicio:Peso Propio=202.50Kg/cm2Carga Viva=148.50Kg/cm2(asumido)=========W=351Kg/cm2MA = MB = M58.40991kg-mConocido el valor del momento de diseo , se calcula el espesro util "d" mediante el mtodo elastico conla siguiente relacin:Donde:M:58.41kg-m (Momento de diseo)b:100cm (ancho unitario)Datos:f'c:175kg/cm2Es=2.1x10^6=2100000Kg/cm2fc:79kg/cm2fs:1400kg/cm2=206579Kg/cm2W:2.4t/m3 (peso del C)n :10J:0.8798k :0.361R :12.536d :2.16cmRecubrimiento minimo considerado :3.00cmEntonces el espesor total "t" es :t :5.16cmEl espesor de la losa debe ser el mayor valor calculadot :10cmPara el diseo se considerad :7.00cmLOSA DE FONDOLa losa de fondo se analizara como una placa flexible,debido a que el espesor es pequeo ena la longitud. Dicha placa se concidera empotradada en sus dos bordesAsumir el espesor de la losa de fondo :20cmClculo de la carga por M2 de losa :Peso propio del agua :1500Kg/m2Peso propio de Concreto:480Kg/m2==========1980Kg/m2Momento de empotramiento en los extremos (Me) :M:41.25Kg-mMomento en el centro (Mc) :M:20.63Kg-mPara losas planas rectangulares armadas con armaduras en dos direcciones, se recomienda lossiguientes coeficientes:Para un momento en el centro :0.0513Para un momento de empontramiento :0.529Momentos Finales :Me:21.82Kg-mMc:1.06Kg-mVERIFICACIN DEL ESPESOREl espesor se calcula mediante el mtodo elstico sin agrietamiento considerando el mximo momentoabsoluto con la siguiente relacin :e :3.41cmPara el diseo se asume un espesor de:e :15cmRecubrimiento minimo considerado:4cmPara el diseo se considerad :11.00cmB .- DISTRIBUCIN DE LA ARMADURAAREA DE ACERO:Para determinar el area de acero de la armadura de la pared , de la losa de cubierta y de la losa de fondo, se conciderala siguiente ecuacin :DondeM:Momento mximo absoluto en Kg-m.fs:Fatiga de trabajo en Kg/cm2.j:Relacin entre la distancia de la resultante de los esfuerzos de compresinal centro de gravedad de los esfuerzos de tencin.d:Peralte efectivo en cm.AREA DE ACERO MNIMO:Para determinar el rea de acero mnimo se concidera la siguiente relacin:DondeC:Coeficienteb:Ancho unitario en cm.t:Espesor de las losas o paredes en cm.Valores de C :C=0.0015;Para las paredes.C=0.0017;Para la losa de fondo y losa de cubiertaRESUMEN DEL CLCULO ESTRUCTURAL Y DISTRIBUCIN DE ARMADURADESCRIPCINPAREDLOSA DE CUBIERTALOSA DE FONDOVERTICALHORIZONTALMomentos "M" (Kg-m)202.5148.558.4121.82Espesor til "d" (cm)7.507.507.0011.00fs (Kg/cm2)9009001400900n=Es/Ec99109fc (Kg/cm2)797979790.4410.4410.3610.441j = 1-k/30.8530.8530.8800.853rea de Acero:(cm2)3.522.580.680.26C0.00150.00150.00170.0017b (cm)100100100100e (cm)15151015Cuanta Minima:As mn = C.b.e (cm2)2.252.251.72.55rea efectiva de As (cm2)3.983.171.180.95rea efectiva de As min (cm2)2.842.841.892.840.710.710.710.71Distribucin de Acero (3/8")---------=0.18---------=0.22---------=0.38---------=0.303.983.171.892.84C .- CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIAEl chequeo por esfuerzo cortante tiene por finalidad de verificar si la estructura requiero estribos o no; y el chequeo poradherencia para verificar si existe una perfecta adhesin entre el concreto y el acero de refuerzo.A continuacin se presenta el chequeo en la pared y losa y cubierta:PAREDEsfuerzo cortante :La fuerza cortante total mxima ( V ), ser:V :1125.00Kg-mEl esfuerzo nominal (v), se calcula mediante:v :1.83Kg/cm2El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exeder a:V mx = 0.02f'c =3.5Kg/cm2Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, lasdimenciones del muro por corte satisfacen las condiciones de diseo.Adherencia : Para elementos sujetos a flexin, el esfuerzo de adherencia en cualquer punto de la seccinse calcula mediante :32.55u :5.61Kg/cm2El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exeder a:U mx = 0.05f'c =8.75Kg/cm2Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, sesatisface la condicin de diseo.LOSA DE CUBIERTAEsfuerzo cortante :La fuerza cortante mxima ( V ), ser:Donde W es la carga de servicio y S la luz libreV :234.00Kg-mEl esfuerzo cortante unitario (v) se calcula con la siguiente relacinv :0.33Kg/cm2El mx. esfuerzo cortante unit.:v mx:3.84Kg/cm2El valor de v max. Muestra que el diseoes el adecuado.Adherencia :42.00u :0.90Kg/cm2El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exeder a:U mx = 0.05f'c =8.75Kg/cm2Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, sesatisface la condicin de diseo.

INGRESE EL MOMENTOMAX. VERTICALDATODATODATOSE CALCULADATODATODATODATOAsumir segn CriterioINGRESE EL MOMENTOMAX. HORIZONTAL

Red.Dist. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE MARGOSEXPEDIENTE TCNICO:SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE TOCANAALCALDE: SIMION CASTRO ESTEBAN::3.5.- MEMORIA DE CLCULO - RED DE DISTRIBUCINDATOS GENERALES DEL PROYECTO:Poblacin Futura:448hab.Caudal Maximo diarioQmd:0.26l/sCota del Reservorio:3728m.s.n.mCaudal Mximo horarioQmh:0.57l/sCALCULO DE LOS GASTOS POR TRAMOPara propositos de diseo se concidera:Consumo Unitario:Ecuacin de Hazen WilliamsQunit.:0.0012723214l/s/hab.Donde:D:Diametro de la tuberia (Pulg)Calculo de los gastos por tramosQ:Caudal de diseo (l/s)N HABITANTESGASTOhf:Perdida de carga unitaria (m/Km)TRAMOPOBLACIN FUTURAPOR TRAMOC:Coefic. de Hanzen -Williams (pie^1/2/seg)POR TRAMO(l/s/hab.)R - P1860.109Coef. de Hanzen-Williams:Tub. de diametros comercialesB - P4400.051MATERIALCDiametroD(num)A - P5420.053Fierro Fundido1000.753/4"0.75A - P6480.061Concreto11011"1C- P8790.101Acero1201.51 1/2"1.5C- P9820.104Asbesto cemento14022"2C - P7540.069P.V.C14033"2.5P10 - P11590.075Coeficiente de Hanzen-Williams:140RESUMEN DEL CLCULO HIDRALICO DE LA RED DE DISTRIBUCIN . SISTEMA RAMIFICADOGASTOLONGITUDDIAM.VELOC.PERDIDA DE CARGACOTA PIEZOMETRICACOTA DEL TERRENOPRESIONTRAMO(l/s)DV(m.s.n.m)(m.s.n.m)(m)TRAMODISEOL(Pulg.)(m/s)UNIT.TRAMOINICIALFINALINICIALFINALINICIALFINAL(m)O/OO(m)R-TRAMO 1R-P10.1090.109750.0001.000.2163.0682.303475.343473.043475.343465.920.007.12B - P40.0510.051368.4001.000.1000.7440.273473.043472.763465.923442.587.1230.18A - P50.0530.053427.6001.000.1050.8150.353472.763472.423442.583438.4230.1834.00A- P60.0610.061422.2001.000.1211.0430.443472.423471.983438.423431.1034.0040.88C -P80.1010.101331.1001.000.1982.6220.873471.983471.113431.103429.9840.8841.13C- P90.1040.104371.1001.000.2062.8091.043471.113470.073429.983419.8141.1350.26C -P70.0690.069306.1001.000.1361.2970.403470.073469.673419.813401.0050.2668.67P10 -P110.0750.0751160.0001.000.1481.5281.773469.673467.903431.103406.8138.5761.094136.500Nota: El proyecto no contempla la ampliacin ni renovacin de la Red de distribucin por lo que en esta parte del diseosolo se ha verificado el tramo del reservorio hasta la C.R:P existente en la red de distribucin , puesto queel resto de la red de distribucin funciona en base a la ubicacin de la C.R.P antes mencionado.

C.R.P - tipicoMUNICIPALIDAD DISTRITAL DE MARGOSEXPEDIENTE TCNICO:SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE TOCANAALCALDE: SIMION CASTRO ESTEBAN3.6.-MEMORIA DE CLCULO - CAMARA ROMPEPRESIN TIPICOPara determinar la altura de la cmara rompe presion, es necesario conocer la carga requerida ( H ) para que elgasto de salida pueda fluir. Este valor se determina mediante la ecuacion experimental de Bernoulli.HT = A + B.L. + HDONDE:A = 10.00 cm.(Mnimo)BL= Borde libre mnimo 40 cm.H = Carga de aguaHT = Altura total de la cmara rompe presin.Qmd =0.3500lt/segg =9.81m/seg2D =1.50Pulg.V =0.3069888889m/segH =0.0074932619m.Por lo tanto H =0.50m.Asumiendo :B.L. =0.40m.A =0.10m.Ht =1.00m.POR LA FACILIDAD, EN EL PROCESO CONSTRUCTIVO Y EN LA INSTALACION DE ACCESORIOS,SE CONSIDERAR UNA SECCION INTERNA DE 1.00 m. x 0.60 m.

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