MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE PAMPAMARCA OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXPEDIENT E TÉCNICO: SISTEMA SI STEMA DE AB ASTECI ASTECIMI MIENTO ENTO DE AGUA POTABLE ANTAPAMPA
Jefe de la Oficina de Obras Obras y Planeamiento Urbano : Proyectista Jefe de Grupo :
3.1.- MEMORIA DE CALCULO - DEMANDA DE AGUA DATOS GENERALES DEL PROYECTO Población Actual : 175 habitantes
I.- POBLACIÓN DE DISEÑO Y DEMANDA DE AGUA A .- C LCU LCULO LO DE LA PO POBL BLAC ACII N FU FUTU TURA RA El método más utilizado para el cáculo de la población futura en las zonas rurales es el analitico y con mas frecuencia el de crecimi ento aritmético. Para lo cual se usa la siguiente expreción.
Pf
Pa (1
rt 1000
Donde:
)
Pf = Poblac lación futura Pa = Población actual r = Coeficiente de crecimiento anual por mil habitantes t = Tiempo en años (periodo de diseño)
A.1.A. 1.- PER PERIOD IODO O DE DIS DISE E O Es el tiempo en el cual el sistema sera 100% eficiente, ya sea por capacidad en la conducción del gasto deseado o por la insistencia físi ca de las instalaciones. CUADRO 01.01
CUADRO 01.02
Periodo de diseño recomendado para poblaciones rurales
Periodo de diseño recomendado según la población
COMPONENTE
PERIODO DE DISEÑO
POBLACIÓN
PERIODO DE DISEÑO
Obras de captación Conduccion Reservorio Red principal Red secundaria
20 años 10 a 20 años 20 años 20 años 10 años
2,000 - 20,000 Mas de 20,000
15 años 10 años
Nota.- Para proyectos de agua potable en el medio rural las Normas del Ministerio de Salud recomienda un periodo de diseño de 20 años para todo los componetes De la concideracion anterior se asume el periodo de diseño: años
t = 20
A.2.- COEFICIENTE DE CRECIMIENTO ANUAL ( r ) Cuando se cuenta con información censal de periodos anteriores. El coeficiente de crecimiento anual ( r ) , se calcula mediante el cuadro y fórmula descritos.
CASO 1:
CALCULOS
r
Coeficiente de crecimiento anual AÑO
Pa t (hab.) (a ( años)
1972 2002 2003
421 616 -
TOTAL
CASO 2:
1 1
P Pf-Pa
Pa.t
-
-
r P/Pa.t
-
r.t
0
å rt åt
x 1000
r= 0
Cuando no existe información consistente,se cosidera el valor ( r ) en base a los coeficientes de crecimiento lineal por departamento según el cuadro 1.3
°/°°
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Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano : Proyectista Jefe de Grupo :
3.1.- MEMORIA DE CALCULO - DEMANDA DE AGUA CUADRO 2.1
Coeficiente de crecimiento lineal por departamento ( r ) DEPARTAMENTO
CRECIMIENTO ANUAL POR MIL HABITANTES ( r )
Piura 30 Cajamarca 25 Lambayequ 35 La Libertad 20 Ancash 10 Huánuco 25 Junín 20 Pasco 25 Lima 25 Ica 32 Fuente: Ministerio de Salud
Pf Pa (1
rt 1000
CRECIMIENTO ANUAL POR MIL HABITANTES ( r )
DEPARTAMENTO
Cusco Apúrimac Arequipa Puno Moquegua Tacna Loreto San Martin Amazonas Madre de Dios
15 15 15 15 10 40 10 30 40 40
Coeficiente Asumido:
Pf = 263
)
r = 25
°/°°
hab.
B .- C LCULO DE LA DEMANDA DE AGUA B.1.- DETERMINACI N DE LA DOTACI N CUADRO 02.01 Dotación por números de habitantes
POBLACIÓN (habitantes)
CUADRO 02.02 Dotación según Región
DOTACIÓN (l/hab/día)
Hasta 500 60 500 - 1000 60 - 80 1000 - 2000 80 - 100 Fuente: Ministerio de Salud
REGIÓN
DOTACIÓN (l/hab/día)
Selva 70 Costa 60 Sierra 50 Fuente: Ministerio de Salud
Tambien: Para sistemas de abastecimiento Indirecto ( Piletas Públicas): D = 30 - 50 lt / hab. / día Demanda de dotación asumido:
D = 50
(l/hab/día)
Dotación por número de hab.(Cuadro 02.01) B.2.- VARIACIONES PERIODICAS CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL ( Qm ) Se define como el resultado de una estimación del consumo per cápita para la población futura del periodo de diseño, y se determina m ediante la expresión:
Qm
Qm
Pf .D 864000
Pf .D 864000
Donde:
Qm = Consumo promedio diario ( l / s ) Pf = Población futura D = Dotación ( l / hab / día) Qm = 0.15
(l/s)
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Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano : Proyectista Jefe de Grupo :
3.1.- MEMORIA DE CALCULO - DEMANDA DE AGUA CONSUMO M XIMO DIARIO (Qmd) Y HORARIO (Qmh) Se definen como el día de m áximo consumo de una serie de registros observados durante los 365 días del año, y la hora de máximo consumo del día de máximo consumo respectivamente. Donde: Qm = Consumo promedio diario ( l / s ) Qmd = Consumo máximo diario ( l / s ) Qmd k 1Qm ; Qmh k 2Qm Qmh = Consumo máximo horario ( l / s ) K1,K2 = Coeficientes de variación El valor de K1 para pob. rurales varia entre 1.2 y 1.5; y los valores de k2 varían desde 1 hasta 4. (dependiendo de la población de diseño y de la r egión) Valores recomendados y mas utilizados son: K1 = 1.3
o o o
K2 = 1.5
Qmd k 1Qm
Qmd= 0.20
( l / s ) Demanda de agua
Qmh k 2Qm
Qmh= 0.23
(l/s)
C .- AFOROS NOMBRE DE LA FUENTE CAUDAL Fuente 0.30 l/s 0.00 l/s
Q= 0.3
COMENTARIO Fuente actual del sistema Fuente para cubrir el dèficit de agua
0.3 lts/seg.
>
0.20
Oferta de Agua OK!
La oferta del recurso hidrico existente en epocas de estiaje cubre la demanda de agua actual y el proyectado para un periodo de 20 años.
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SISTEMA DE A BASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE A NTAPAMPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
: :
3.2.- MEMORIA DE CÁLCULO - CAPTACIÓN Nº 01 DATOS GENERALES DEL PROYECTO Población Actual : 175 hab. Población Futura : 263 hab.
Caudal de Diseño Caudal Máximo
: :
0.30 l/s 0.45 l/s
Asumido
DISE O DE LA CAPTACION - MANANTIAL DE LADERA Y CONCENTRADO
PROTECCIÓN AFLORAMIENTO
CANASTILLA DE SALIDA
CÁMARA CÁ HUMEDA S
TUBERIA DE SALIDA
AFLORO
0
A
1
2
AFLORO
b
A
L
0 TUBERÍA DE REBOSE Y LIMPIA
CANASTILLA DE SALIDA
h0 L
1
2
TUBERÍ REBOSE
CÁMARA CÁMARA Y LA CAMARA H MEDA (L): A .- CPROTECCIÓN LCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFLORAMIENTO HUMEDA SECAF RMULA: AFLORAMIENTO
PLANTA
ho
DE
CAPTACIÓN
L=
ELEVACIÓN: CORTE 3.33 (ho - 1.56V22 /2g)
DONDE: ho : V2:
Se recomienda valores entre 0.40 y 0.50m. Velocidad de salida.recommendable menor a 0.60 m/s. ho = 0.4 m. Considerando: g = 9.81 m/seg2 V2 = 0.6 m/seg. L=
1.24 m.
L=
0.96 m.
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE PAMPAMARCA OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXP EDIENT E TÉCNICO :
SISTEMA DE AB ASTECIMIENTO DE AGUA POTABL E ANTAPAMPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
: :
3.2.- MEMORIA DE CÁLCULO - CAPTACIÓN Nº 01 B .- C LCULO DEL ANCHO DE LA PANTALLA (b): CÁLCULO DEL DIÁMETRO DE LA TUBERIA DE INGRESO A LA CAPT ACIÓN:
L
A = Qmax / Cd * V Donde: Cd: Coeficiente de descarga(0.6 - 0.8) V : Velocidad de descarga ≤ 0.6m/seg.
Qmax. : Caudal máximo del manantial (m3/seg) A : Área total de las tuberias de salida. Tomando valores: V : 0.5 m/s Qmax: 0.00045 m3/s Cd : 0.8
0.0005556 A= D=
0.001125 m2 3.78 cm.
Asumiendo: D=
; NA =
Area Dobtenido Area Dasumido
Aasumido=
2
0.002026835
Pulgadas
m2
Donde: N A : Número de orificios
+ 1
N A =
≈
1.56
b = ( 9 + 4 NA ) * D
b=
2
Unidades
0.85 m
C .- DETERMINACION DE LA ALTURA DE LA C MARA H MEDA ( Ht ):
a
Ht = A + B + H + D + E DONDE: A = 10.00 cm.(Mínimo) B = 1.5 Diámetro de la canastilla. D = Desnivel mínimo (3.00 cm) E = Borde Libre ( 10 - 30 cm.) H = Altura del agua que permita una velocidad determinada a la Ht salida de la tuberia a la linea de conducción.(min 30cm.)
H Qmd = 0.000300 g = 9.81 Ac = 0.0011
m3/seg m/seg2 m2
Por lo tanto H =
1.56.V 2 g
2
V
V = 0.2632702 m/seg H = 0.005511 m.
0.30
m.
Qmd Ac
(altura mim. Recomendado 0.30m)
Asumiendo : Dc = E= D= A = B=
1.50 0.30 0.03 0.10 0.038
Pulg. m. m. m. m.
Ht = 0.98 m.
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE PAMPAMARCA OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXPE DIENTE TÉCNICO :
SISTEMA DE AB ASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE A NTAPAMPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
: :
3.2.- MEMORIA DE CÁLCULO - CAPTACIÓN Nº 01 D .- DISE O DE LA CANASTILLA :
CONDICIONES: At = 2 Ac 3 Dc < L < 6 Dc.
At Área de una ranura
N° ranura =
At ≤ 0.50 * Dg * L
Donde : At : Área total de las ranuras Ag : Área de la granada. At =
0.00228
CÁLCULO DE L: 3*Dc = 6*Dc =
11.43 cm 22.86 cm
L=
0.10 m
Ag = At = 0.5*Dg*L =
m2
0.00114 0.00228 0.01197
m2 m2 m2
>
0.01197 N° ranuras =
0.00228
--------> OK!
65.1483
Por lo tanto :
N° ranuras =
65
Ranuras
E .- DIMENSIONAMIENTO DE LA TUBERIA DE REBOSE Y LIMPIEZA : FÓRMULA:
D 1 . 548
[
(
Datos: n= S= Q= n*Q = S=
D=
nQ S
]
0.01 PVC 1% 0.45 lt/seg
Donde : Q = Caudal máximo de la fuente en m3/seg 3 S/ =8 Pendiente mínima (1 - 1.5 %) m/m n = coeficiente de rugosidad de manning D = diámetro de la t uberia en m.
(caudal maximo)
4.5E-06 0.1
0.04
m. ≈
1.43 Pulg.
Pulg.
2 Pulg.
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE ULCUMAYO OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXPEDIENT E TÉCNICO:
SISTEMA DE A BASTECIMIENTO DE AGUA POTAB LE ANTAPA MPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
: :
3.2.- MEMORIA DE CÁLCULO - CAPTACIÓN Nº 02 DATOS GENERALES DEL PROYECTO Población Actual : 175 hab. Población Futura : 263 hab.
Cadal de Diseño Caudal Máximo
: :
0.21 l/s 0.42 l/s
Asumido
DISEÑO DE LA CAPTACION - MANANTIAL DE FONDO Y CONCENTRADO
CAMARA HUME CAMARA HUMEDA
CAMARA SECA
E
H
C B
A
A
A
Filtro de Grav seleccionada
VARIABLE
Zona d e
A .- ANCHO DE LA PANTALLA (b):
Afloramient
ANCHO DE
El ancho de la pantalla PANTALLA se determina en base a las caracteristicas propias del afloramiento , quedando con la condición que pueda captar la totalidad del agua PLANTA que aflore del subsuelo. De la inspeción de campo de la zona de afloramiento del manatial de fondo asumimos un ancho de pantalla de:
b=
1.20 m
CORTE
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SISTEMA DE AB ASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE ANTAPA MPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
: :
3.2.- MEMORIA DE CÁLCULO - CAPTACIÓN Nº 02 B .- DETERMINACION DE LA ALTURA DE LA C MARA H MEDA ( Ht ):
Ht = A + B + C + H + E DONDE: A = altura de filtro de de 10 a 20cm. B = se concidera una altura mínima de 10cm C = se concider a la mitad de la canastilla de salida E = Borde Libre ( 10 - 30 cm.) H = Altura del agua que permita una velocidad determinada a la salida de la tuberia a la li nea de conducción.(min 30cm.)
CAMARA HUMEDA
CAMARA SECA
E
H
C
H
B
Filtro de Grava
A
1.56.V 2
seleccionada
2 g
V
Qmd Ac
VARIABLE
Zona de Afloramiento
Qmd = 0.000210 m3/seg g = 9.81 m/seg2 Ac = 0.0003 m2 CORTE A-A
Por lo tanto H =
0.30
V = 0.7371565 m/seg H = 0.0432061 m. 1.905
m.
0.9525 0.0191
(altura mim. Recomendado 0.30m)
Asumiendo : Dc = E= D= A = B=
0.75 0.30 0.02 0.20 0.10
Pulg. m. m. m. m.
Ht =
0.92
m.
Por concideraciones constructivas
Ht = 0.95
m.
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE ULCUMAYO OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXPE DIENTE TÉCNICO :
SISTEMA DE AB ASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE ANTA PAMPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
: :
3.2.- MEMORIA DE CÁLCULO - CAPTACIÓN Nº 02 D .- DISE O DE LA CANASTILLA :
CONDICIONES: At = 2 Ac 3 Dc < L < 6 Dc.
At rea de una ranura
N° ranura =
At ≤ 0.50 * Dg * L
Donde : At : Área total de las ranuras Ag : Área de la granada. At =
0.00057
m2
CÁLCULO DE LA LONGITUD DE CANASTILLA: 3*Dc = 5.715 cm 6*Dc = 11.43 cm
L=
0.10 m
Ag = At = 0.5*Dg*L = 0.00598 N° ranuras = Por lo tanto :
0.00029 0.00057 0.00598
m2 m2 m2
>
0.00057
--------> OK!
16.2871
N° ranuras =
16
Ranuras
E .- DIMENSIONAMIENTO DE LA TUBERIA DE REBOSE Y LIMPIEZA : FÓRMULA:
D 1 . 548 [ ( Datos: n= S= Q= n*Q = √S=
D=
nQ S
]
0.01 PVC 1% 0.42 lt/seg
Donde : Q = Caudal máximo de la fuente en m3/seg 3 S/ =8Pendiente mínima (1 - 1.5 %) m/m n = coeficiente de rugosidad de manning D = diámetro de la tuberia en m.
(caudal maximo)
4.2E-06 0.1
0.04
m. ≈
1.39 Pulg.
Pulg.
2 Pulg.
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3.3.- MEMORIA DE CÁLCULO - LINEA DE CONDUCCIÓN DATOS GENERALES DEL PROYECTO Cota de la Captación Nº01 Cota de la Captación Nº02 Cota del Reservorio
:
3601.64 m.s.n.m 0 m.s.n.m 3475.34 m.s.n.m
:
Caudal Maximo diario Caudal Máximo horario
: :
0.30 l/s 0.00 l/s
Caudal a captarse de Cap. Nº 01. : Caudal a captarse de Cap. Nº 02. :
0.30 l/s 0.00 l/s
Para propositos de diseño se concidera: Ec u ac ión d e Hazen W illiam s
Co ef. d e Han zen -W illiam s :
Q 0.0004264CD Donde:
D Q hf C
: : : :
2.64
h f
0.54
Diametro de la tuberia (Pulg) Caudal de diseño (l/s) Perdida de carga unitaria (m/Km) Coeficiente de Hanzen -Williams (pie^1/2/seg)
Co efic ien te d e Han zen -W illiam s :
PVC
(m)
240.00 220.00 126.94
(l/s)
0.30 0.30 0.30
Tu b er ia d e d iam etr o s c o m er c iales
C 100 110 120 140 140
Diametro 0.75 3/4" 1 1" 1.5 1 1/2" 2 2" 3 3" 4 4" 5 5" 6 6"
D(cm) 0.75 1 1.5 2 2.5 3 4 6
1.905 2.54 3.81 5.08 6.35 7.62 10.16 15.24
140
CÁLCULO HIDRAULICO DE L A L INEA DE CONDUCCIÓN LONGITUD CAUDAL COTA DEL TERRENO TRAMO L Qmd INICIAL FINAL
CAPTACION-CRP 1 CRP1 - CRP 2 CRP 2 - RESERVORIO
MATERIAL Fierro Fundido Concreto Acero Asbesto cemento P.V.C
(m.s.n.m)
3602.540 3560.800 3519.240
(m.s.n.m)
DESNIVEL DEL TERRENO (m)
3560.800 3519.240 3476.240
PERDIDA CARGA UNIT. DISPONIBLE hf (m/m)
41.74 41.56 43.00
0.173917 0.188909 0.338743
DIAM. CALC.
DIAM. COMER.
D (Pulg.)
D (Pulg.)
VELOC. V
0.30 0.30 0.26
1.5 1.5 1.5
(m/s)
0.26 0.26 0.26
PERDIDA CARGA UNITARIA hf1 (m/m)
0.002736 0.002736 0.002736
PERDIDA CARGA tramo Hf1 , Hf2 (m/m)
COTA PIEZOM. INICIAL
FINAL
(m.s.n.m)
(m.s.n.m)
0.66 0.60 0.35
586.940
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE PAMPAMARCA OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXPE DIENTE TÉCNICO:
SISTEMA DE AB ASTECIMIENTO DE AGUA POTAB LE ANTAPA MPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
3.4.- MEMORIA DE CALCULO - RESERVORIO DATOS GENERALES DEL PROYECTO Dotación asumida : 50 l/hab/dia Población Futura : 263 hab.
Caudal Promedio Caudal Máximo Horario
: :
I.- DISEÑO HIDRAULICO DEL RESERVORIO A .- GENERALIDADES: Un sistema de abastecimiento de agua potable requerirá de un reservorio cuando el rendimiento de la fuente sea menor que el caudal Las funciones básicas de un reservorio son: - Compensar las variaciones en el consumo de agua durante el día. - Tener una reserva de agua para atender los casos de incendio. - Disponer de un volumen adicional para casos de emergencias y/o reparaciones del sistema. - Dar una presión adecuada a la red de distribución.
0.15 l/s 0.23 l/s
3602.54 3560.80 3519.24
3601.88 3560.20 3518.89
PRESIÓN FINAL
(m)
41.08 40.96 42.65
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE PAMPAMARCA OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXPE DIENTE TÉCNICO:
SISTEMA DE AB ASTECIMIENTO DE AGUA POTAB LE ANTAPA MPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
3.4.- MEMORIA DE CALCULO - RESERVORIO DATOS GENERALES DEL PROYECTO Dotación asumida : 50 l/hab/dia Población Futura : 263 hab.
Caudal Promedio Caudal Máximo Horario
: :
0.15 l/s 0.23 l/s
I.- DISEÑO HIDRAULICO DEL RESERVORIO A .- GENERALIDADES: Un sistema de abastecimiento de agua potable requerirá de un reservorio cuando el rendimiento de la fuente sea menor que el caudal Las funciones básicas de un reservorio son: - Compensar las variaciones en el consumo de agua durante el día. - Tener una reserva de agua para atender los casos de incendio. - Disponer de un volumen adicional para casos de emergencias y/o reparaciones del sistema. - Dar una presión adecuada a la red de distribución.
B .- C LCULO DEL VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO DEL RESERVORIO
VOL. ALM. = V REG. + VINCENDIO + VRESERVA. VOLUMEN DE REGULACION: Se obtiene del diagrama de masa. Si es que no se tiene datos para graficar el diagrama de masas se procede de la siguiente manera:
Vol. Reg. = 25% ( Consumo Medio Diario) Vol Reg. =
0.25*PfxDotación
Vol Reg. =
3.29
m3.
VOLUMEN DE INCENDIO: Poblacion < 10000 10000 < P < 100000 > 100000
Vol. Extincion de Incendio 2 grifos (hidrantes) tmin=2horas(Q=15lt/seg) tmin.=2horas; zona resid.: 2 grifos; zona industrial:3 grifos.
Vol. Incendio =
0.00 m3
VOLUMEN DE RESERVA: Se analiza los siguientes casos:
- VRESERVA = 25 % Vol. Total.
- VRESERVA =
1.09583 m3
- VRESERVA = 33 % ( Vol.Regulacion + Vol. Incendio).
- VRESERVA =
1.08488 m3
- VRESERVA = Qp x t --------->
- VRESERVA =
1.62 m3
2 horas < t < 4 horas
De los tres casos analizados se toma el mayor
-VRESERVA =
1.62 m3
Vol. Almac.=
4.91 m3
Vol. Almac.=
6.00 m3 Se asume este volumen que que tiene las siguientes dimensiones 2.00x2.00x1.50m
1.5556
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SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABL E ANTAPA MPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
3.4.- MEMORIA DE CALCULO - RESERVORIO II.- DISEÑO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO Para capacidades madianas y pequeñas, como es el caso de los proyectos de abastecimiento de agua potable en poblaciones rurales, resulta tradicional y aconómica la c onstrucción de un reservorio apoyado de forma rectangular. Daatos: : Volumen del reservorio V 6 m3 : Ancho libre de las paredes b 2m : Altura de agua h 1.5 m : Borde Libre B.L 0.3 m : Altura Total del reservorio H 1.8 m : Peso Especifico del agua 1000 Kg/m3 a : Peso Especifico del tererno 1800 Kg/m3 t Capacidad Portante 1.60 Kg/cm2 t : A .- MOMENTOS DE DISE O Y ESPESORES
PAREDES :
El calculo se realiza cuando el reservorio se encuentra llena y sujeto a la presión del agua. Del analisis estructural : Momento max. Vertical 202.50 Kg-m Momento max. Horizontal 138.50 Kg-m El espesor "e" s e determina mediante el metodo elastico sin agretamiento, cuyo valor se estima m ediante: f't 1Donde: /2
6 M e f b t 175 kg/cm2 : f'c ft M b
: : :
ft M b
: : : :
0.85( f ' c)
e:
11.24 kg/cm2 20250 kg - cm 100 cm
1/ 2
290.25 202.5
resistencia del concreto Momento de diseño ancho unitario de pared
10.39 cm
Para el diseño se sume un espesor de:
e:
15 cm
LOSA DE CUBIERTA : La losa de cubierta será considerada c omo una losa armada en dos sentidos y apoyada en sus lados. Cálculo del espesor de la losa:
2e L: 2.15 m L b 2 L t: t: Espesor (t) 5.97 cm Para el diseño t 36 en dos direcciones, cuando la relación de las dos es igual a la Según el R.N.E para losas macizas Luz de cálculo
10 cm
unidad , los momentos flexionantes en las fajas centrales son: Donde : MA,MB : 2 W: L: C:
M A M B CWL Cálculo de la carga de Servicio:
MA = MB = M
58.41 kg-m
Momentos centrales Carga de servicio Luz de calculo 0.036 (Coeficiente) Peso Propio Carga Viva
= =
W
=
202.50 Kg/cm2 148.50 Kg/cm2 ========= 351 Kg/cm2
(asumido)
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SISTEMA DE AB ASTECIMIENTO DE AGUA POTABL E ANTAPAMPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
3.4.- MEMORIA DE CALCULO - RESERVORIO Conocido el valor del momento de diseño , se calcula el espesro util "d" mediante el método elastico con la siguiente relación:
M d Rb Datos: f'c : : fc : fs W :
n
175 79 1400 2.4
Donde: M b
1/ 2
: :
58.41 kg-m (Momento de diseño) 100 cm (ancho unitario)
R
kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 t/m3 (peso del Cº)
Es
=
f c jk 1/ 2
M d Rb Recubrimiento minimo considerado : Entonces el espesor total "t" es :
k:
0.361
R:
12.536
d:
206579 Kg/cm2
k
J:
0.8798
3
2.16 cm 3.00 cm
t:
5.16 cm
El espesor de la losa debe ser el mayor valor calculado Para el diseño se considera
2E+06 Kg/cm2
10
J 1
1 1 nfc
2
f c jk
Ec 4200.W 1.5 f '=c n:
1 fs
R
2
Es=2.1x10^6
Ec
k
1
d:
t:
10 cm
7.00 cm
LOSA DE FONDO La losa de fondo se analizara como una placa flexible,debido a que el espesor es pequeño en a la longitud. Dicha placa se concidera empotradada en sus dos bordes Asumir el espesor de la losa de fondo : Cálculo de la carga por M2 de losa :
20 cm Peso propio del agua : Peso propio de Concreto:
1500 Kg/m2 480 Kg/m2 ========== 1980 Kg/m2
Momento de empotramiento en los extremos (Me) :
M
WL2
M:
41.25 Kg-m
M:
20.63 Kg-m
192 Momento en el centro (Mc) :
M
WL3
384rectangulares armadas con armaduras en dos direcciones, se recomienda los Para losas planas siguientes coeficientes: Para un momento en el centro : Para un momento de empontramiento : Momentos Finales :
Me : Mc :
0.0513 0.529 21.82 Kg-m 1.06 Kg-m
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE PAMPAMARCA OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXPED IENTE TÉCNICO:
SISTEMA DE ABA STECIMIENTO DE AGUA POTABLE ANTA PAMPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
3.4.- MEMORIA DE CALCULO - RESERVORIO VERIFICACI N DEL ESPESOR El espesor se calcula mediante el método elástico sin agrietamiento considerando el máximo momento absoluto con la siguiente relación :
6 M f b t
e:
1/ 2
e
3.41
cm
Para el diseño se asume un espesor de:
e:
15 cm
Recubrimiento minimo considerado:
4 cm
d:
Para el diseño se considera
11.00 cm
B .- DISTRIBUCI N DE LA ARMADURA AREA 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 concidera la siguiente ecuación :
As
M
M : fs : j :
Donde
fs. j.d
Momento máximo absoluto en Kg-m. Fatiga de trabajo en Kg/cm2. Relación entre la distancia de la resultante de los esfuerzos de compresión al centro de gravedad de los esfuerzos de tención. Peralte efectivo en cm.
d:
AREA DE ACERO M NIMO: Para determinar el área de acero mínimo se concidera la siguiente relación: C : b: t:
Donde
Asmín C .b.t Valores de C :
C= 0.0015 C= 0.0017
; ;
Coeficiente Ancho unitario en cm. Espesor de las losas o paredes en cm.
Para las paredes. Para la losa de fondo y losa de cubierta
RESUMEN DEL CÁLCULO ESTRUCTURAL Y DISTRIBUCIÓN DE ARMADURA DESCRIPCIÓN
PARED
148.5 7.50 900 9 79
58.41 7.00 1400 10 79
21.82 11.00 900 9 79
0.441
0.441
0.361
0.441
0.853
0.853
0.880
0.853
3.52
2.58
0.68
0.26
0.0015 100 15
0.0015 100 15
0.0017 100 10
0.0017 100 15
2.25 3.98 2.84
2.25 3.17 2.84
1.7 1.18 1.89
2.55 0.95 2.84
202.5 7.50 900 9 79
1
LOSA DE FONDO
HORIZONTAL
Momentos "M" (Kg-m) Espesor útil "d" (cm) fs (Kg/cm2) n=Es/Ec fc (Kg/cm2)
k
LOSA DE CUBIERTA
VERTICAL
j = 1-k/31 fs /( nfc ) Área de Acero:
As
100 xM (cm2)
fs. j.d C b (cm) e (cm) Cuantía Minima: As mín = C.b.e (cm2) Área efectiva de As (cm2) Área efectiva de As min (cm2) Distribución de Acero (3/8")
0.71 --------3.98
=
0.18
0.71 --------3.17
=
0.22
0.71 --------1.89
=
0.38
0.71 --------2.84
= 0.30
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE PAMPAMARCA OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXP EDIENT E TÉCNICO:
SISTEMA DE AB ASTECIMIENTO DE AGUA POTAB LE ANTA PAMPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
3.4.- MEMORIA DE CALCULO - RESERVORIO C .- CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIA El chequeo por esfuerzo cortante tiene por finalidad de v erificar si la estructura requiero estribos o no; y el chequeo por adherencia para verificar si existe una perfecta adhesión entre el concreto y el acero de refuerzo. A continuación se presenta el chequeo en la pared y losa y cubierta: PARED Esfuerzo cortante : La fuerza cortante total máxima ( V ), será: El esfuerzo nominal (v), se calcula mediante:
V
v
a h
2
V:
1125.00 Kg-m
2
V
v:
1.83 Kg/cm2
jbd
El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exederá a: V máx = 0.02f'c =
3.5 Kg/cm2
Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, las dimenciones del muro por corte satisfacen las condiciones de diseño.
Adherencia : Para elementos sujetos a flexión, el esfuerzo de adherencia en cualquer punto de la sección se calcula mediante :
u
V
å oJd
å opara 3 / 8"
u:
32.55
5.61 Kg/cm2
El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exederá a: U máx = 0.05f'c =
8.75 Kg/cm2
Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, se satisface la condición de diseño.
LOSA DE CUBIERTA Esfuerzo cortante : La fuerza cortante máxima ( V ), será:
V
W . S
3
Donde W es la c arga de servicio y S la luz libre
V:
234.00 Kg-m
El esfuerzo cortante unitario (v) se calcula con la siguiente relación
v El máx. esfuerzo cortante unit.:
V
v:
0.33 Kg/cm2
bd
vmax 0.29 f ' c
v máx:
3.84 Kg/cm2
El valor de v max. Muestra que el diseño es el adecuado. Adherencia :
u
V
å oJd
å opara 3 / 8" 42.00
u:
0.90 Kg/cm2
El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exederá a: U máx = 0.05f'c =
8.75 Kg/cm2
Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, se satisface la condición de diseño.
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE PAMPAMARCA OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXPE DIENTE TÉCNICO :
SISTEMA DE AB ASTECIMIENTO DE AGUA POTABL E ANTAPAMPA
Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
: :
3.5.- MEMORIA DE CÁLCULO - RED DE DISTRIBUCIÓN DATOS GENERALES DEL PROYECTO: Población Futura : Cota del Reservorio :
263 hab. Caudal Maximo diario 3475.34 m.s.n.m Caudal Máximo horario
CALCULO DE LOS GASTOS POR TRAMO Para propositos de diseño se concidera:
Qmd: Qmh:
Consumo Unitario:
Ecuación de Hazen Williams
Q 0.0004264CD D Q hf C
Donde:
: : : :
2.64
Qunit.:
Diametro de la tuberia (Pulg) Caudal de diseño (l/s) Perdida de carga unitaria (m/Km) Coefic. de Hanzen -Williams (pie^1/2/seg)
Co ef. d e Han zen -W illiam s:
Diametro 0.75 3/4" 1 1" 1.5 1 1/2" 2 2" 3 3"
Co efic ien te d e Han zen -W illiam s :
Qunit .
Qmh PoblaciónF utura
0.00087 l/s/hab.
C a lc u l o d e l o s g a s t o s p o r t r a m o s TRAMO
Nº HABITANTES GASTO POBLACIÓN FUTURA POR TRAMO (l/s/hab.) POR TRAMO
100 163
R-TRAMO 1 R-TRAMO 2
Tu b . d e d iam etr o s c o m er c iales
C 100 110 120 140 140
MATERIAL Fierro Fundido Concreto Acero Asbesto cemento P.V.C
h f
0.54
0.15 l/s 0.23 l/s
0.087 0.143
D(num) 0.75 1 1.5 2 2.5
140
RESUM EN DEL CÁLCUL O HIDRAÚLICO DE LA RE D DE DISTRIBUCIÓN . SISTEMA R AM IFICADO GASTO
LONGITUD
(l/s)
TRAMO
TRAMO
DISEÑO
L
DIAM. D (Pulg.)
VELOC. V (m/s)
(m)
PERDIDA DE CARGA UNIT.
TRAMO
O /OO
(m)
COTA PIEZOMETRICA
COTA DEL TERRENO
(m.s.n.m)
(m.s.n.m)
INICIAL
FINAL
INICIAL
FINAL
PRESION
(m) INICIAL
FINAL
R-TRAMO 1 R-P1 P1-CRP3 CRP3-P2 P2-NUDO1 NUDO1-P3 P3- P4 P 4-P 5 NUDO 1- P6
0.087 0.077 0.066 0.055 0.011 0.022 0.011 0.011
0.087 0.077 0.066 0.055 0.011 0.022 0.011 0.011
100.000 100.000 20.000 35.000 5.000 40.000 66.000 96.690 462.690
0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
0.307 0.270 0.232 0.193 0.039 0.077 0.039 0.039
8.260 6.527 4.907 3.502 0.178 0.643 0.178 0.178
0.83 0.65 0.10 0.12 0.00 0.03 0.01 0.02
3475.34 3474.51 3473.86 3473.76 3473.64 3473.64 3473.61 3473.60
3474.51 3473.86 3473.76 3473.64 3473.64 3473.61 3473.60 3473.58
3475.34 3465.92 3442.58 3438.42 3431.10 3429.98 3419.81 3431.10
3465.92 3442.58 3438.42 3431.10 3429.98 3419.81 3401.00 3406.81
0.00 8.59 31.28 35.34 42.54 43.66 53.80 42.50
8.59 31.28 35.34 42.54 43.66 53.80 72.60 66.77
R-TRAMO 2 R-P 7 P7-CRP4 CRP4-CRP5 CRP5-CRP6 CRP6-NUDO2 NUDO2-CRP7 CRP7-P8 P8-NUDO3 NUDO3-P9 P9-P10 NUDO2-P11 NUDO3-P12 NUDO3-P13 NUDO3-P14
0.143 0.130 0.120 0.110 0.103 0.080 0.070 0.060 0.020 0.010 0.010 0.030 0.020 0.010
0.143 0.130 0.120 0.110 0.103 0.080 0.070 0.060 0.020 0.010 0.010 0.030 0.020 0.010
180.000 20.000 80.000 100.000 95.000 5.000 80.000 35.000 60.000 53.000 132.000 20.000 20.000 68.000
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
0.281 0.257 0.237 0.217 0.203 0.158 0.138 0.118 0.070 0.035 0.035 0.105 0.070 0.035
5.004 4.220 3.639 3.098 2.743 1.719 1.343 1.009 0.539 0.150 0.150 1.141 0.539 0.150
0.90 0.08 0.29 0.31 0.26 0.01 0.11 0.04 0.03 0.01 0.02 0.02 0.01 0.01
3475.34 3474.44 3474.35 3474.06 3473.75 3473.49 3473.48 3473.38 3473.34 3473.31 3473.30 3473.28 3473.26 3473.25
3474.44 3474.35 3474.06 3473.75 3473.49 3473.48 3473.38 3473.34 3473.31 3473.30 3473.28 3473.26 3473.25 3473.24
3475.34 3439.09 3433.91 3394.55 3348.62 3304.54 3301.68 3265.81 3257.26 3252.50 3304.54 3257.26 3257.26 3257.26
3439.09 3433.91 3394.55 3348.62 3304.54 3301.68 3265.81 3257.26 3252.50 3251.02 3293.37 3256.75 3256.79 3259.45
0.00 35.35 40.44 79.51 125.13 168.95 171.80 207.57 216.08 220.81 168.76 216.02 216.00 215.99
35.35 40.44 79.51 125.13 168.95 171.80 207.57 216.08 220.81 222.28 179.91 216.51 216.46 213.79
948.000 Nota: El proyecto no contempla la ampliación ni renovación de la Red de distribución por lo que en esta parte del diseño solo se ha verificado el tramo del reservorio hasta la C.R:P existente en la red de distribución , puesto que el resto de la red de distribución funciona en base a la ubicación de la C.R.P antes mencionado.
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE PAMPAMARCA OFICINA DE OBRAS Y PLANEAMIENTO URBANO EXPED IENTE T ÉCNICO:
SISTEMA DE ABA STECIMIENTO DE AGUA POTA BLE ANTA PAMPA Jefe de la Oficina de Obras y Planeamiento Urbano Proyectista Jefe de Grupo
3.6.-MEMORIA DE CÁLCULO - CAMARA ROMPEPRESIÓN TIPICO REBOSE TUB. PVC 1"
TAPA METALICA
VALVULA
NIVEL DE AGUA
ENTRADA
SALIDA
TUB. PVC 1"
TUB. PVC 1"
A
A
Para determinar la altura de la cámara rompe presion, es necesario conocer la carga requerida ( H ) para que el gasto de salida pueda fluir. Este valor se determina mediante la ecuacion experimental de Bernoulli.
PLANTA
HT = A + B.L. + H H
V
1.56.V
DONDE:
2
SECCION A-A
A = 10.00 cm.(Mínimo) BL= Borde libre mínimo 40 cm. H = Carga de agua HT = Altura total de la cámara rompe presión.
2 g
1.9765.
Q D 2
Qmd = 0.3000 g = 9.81 D = 1.50
lt/seg m/seg2 Pulg.
V = 0.2631333 m/seg H = 0.0055053 m.
Por lo tanto H =
0.50
m.
Asumiendo : B.L. = A =
Ht = 1.00
0.40 m. 0.10 m.
m.
POR LA FACILIDAD, EN EL PROCESO CONSTRUCTIVO Y EN LA INSTALACION DE ACCESORIOS, SE CONSIDERARÁ UNA SECCION INTERNA DE 1.00 m. x 0.60 m.