4
DISEÑO DE FILTRO LENTO ANCHO DEL FILTRO LENTO B = 10.40 m ALTURA DEL MATERIAL Y AGUA h = 2.70 m LONGITUD DEL FILTRO LENTO L = 7.05 m PROFUNDIDAD DE CIMENTACION he = 1.20 m BORDE LIBRE BL = 0.30 m ALTURA TOTAL H = 3.30 m PESO ESPECIFICO PROMEDIO 1,500.00 kg/m3 CAPACIDAD PORTANTE 0.80 kg/cm2 RESISTENCIA DEL CONCRETO f'c = 210.00 kg/cm2 ESFUERZO DE TRACCION POR FLEXION ft = 12.32 kg/cm2 (0.85f'c^0.5) ESFUERZO DE FLUENCIA DEL ACERO Fy = 4,200.00 kg/cm2 FATIGA DE TRABAJO fs = 1,680.00 kg/cm2 0.4Fy RECUBRIMIENTO r = 5.00 cm DISEÑO DE LOS MUROS DEL FILTRO LENTO RELACION L/(h-he) 0.5<=L/(h-he)<=3 ERROR TOMAMOS MOMENTOS EN LOS MUROS 5,062.50 kg B/(Ha+h) x/(Ha+h) y = 0 y = B/4 y = B/2 Mx (kg-m) My (kg-m) Mx (kg-m) My (kg-m) Mx (kg-m) 0 0.000 5.063 0.000 0.000 0.000 1/4 0.000 25.313 0.000 5.063 -5.063 1/2 10.125 30.375 5.063 5.063 -10.125 3/4 20.250 30.375 5.063 5.063 -5.063 1 -75.938 -15.188 -40.500 -10.125 0.000 MAXIMO MOMENTO ABSOLUTO M = 75.938 kg-m ESPESOR DE PARED e = (6*M/(ft))^0.5 6.08 cm PARA EL DISEÑO ASUMIMOS UN ESPESOR 20.00 cm MAXIMO MOMENTO ARMADURA VERTICAL Mx 75.9375 kg-m MAXIMO MOMENTO ARMADURA HORIZONTAL My 45.5625 kg-m PERALTE EFECTIVO d = e-r 15.00 cm AREA DE ACERO VERTIC Asv = Mx/(fs*j*d) A 0.338 cm2 AREA DE ACERO HORIZ Ash = My/(fs*j*d) A 0.203 cm2 k = 1/(1+fs/(n*fc) 0.326 j = 1-(k/3) 0.891 n = 2100/(15*(f'c)^0.5 9.6609 fc = 0.4*f'c 84.00 kg/cm2 0.0024 Asmin = 4.830 cm2 DIAMETRO DE VARILLA 1/2 1.29 cm2 de Area por varilla 3/8 0.71 1/2 1.29 cm2 de Area por varilla Asvconsid = 5.16 cm2 Ashconsid = 5.16 cm2 ESPACIAMIENTO DEL ACERO espav 0.250 m Tomamos 0.20 m espah 0.250 m Tomamos 0.20 m CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIA CALCULO FUERZA CORTANTE MAXIMA 1,687.50 kg CALCULO DEL ESFUERZO CORTANTE NOMINAL Vc/(j*100*d) = 1.26 kg/cm2 CALCULO DEL ESFUERZO PERMISIBLE 0.02*f'c = 4.20 kg/cm2 Verificar Ok CALCULO DE LA ADHERENCIA 6.31 kg/cm2 EXPEDIENTE TECNICO: “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE E INSTALACION DE ALCANTARILLADO DEL C.P. SAN MIGUEL DE CUCHIS, DISTRITO DE VILCABAMBA - DANIEL A CARRION - PASCO” DISEÑO ESTRUCTURAL DEL FILTRO LENTO : gm = st = M=k*gm*(h-he)^3 gm*(h-he)^3 = r = 0.7*(f'c)^0.5/Fy r = Asmin = r*100*e F (pulg) = gm*(h-he)^2/2 = nmax si nmax > nc Vc/(So*j*d) =

Diseño de Filtro Lento

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FILTRO

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Page 1: Diseño de Filtro Lento

DISEÑO DE FILTRO LENTO

ANCHO DEL FILTRO LENTO B = 10.40 mALTURA DEL MATERIAL Y AGUA h = 2.70 mLONGITUD DEL FILTRO LENTO L = 7.05 mPROFUNDIDAD DE CIMENTACION he = 1.20 mBORDE LIBRE BL = 0.30 mALTURA TOTAL H = 3.30 mPESO ESPECIFICO PROMEDIO 1,500.00 kg/m3

CAPACIDAD PORTANTE 0.80 kg/cm2RESISTENCIA DEL CONCRETO f'c = 210.00 kg/cm2ESFUERZO DE TRACCION POR FLEXION ft = 12.32 kg/cm2 (0.85f'c^0.5)ESFUERZO DE FLUENCIA DEL ACERO Fy = 4,200.00 kg/cm2FATIGA DE TRABAJO fs = 1,680.00 kg/cm2 0.4FyRECUBRIMIENTO r = 5.00 cm

DISEÑO DE LOS MUROS DEL FILTRO LENTO

RELACION L/(h-he) 0.5<=L/(h-he)<=3ERROR TOMAMOS

MOMENTOS EN LOS MUROS 5,062.50 kg

B/(Ha+h) x/(Ha+h)y = 0 y = B/4 y = B/2

Mx (kg-m) My (kg-m) Mx (kg-m) My (kg-m) Mx (kg-m) My (kg-m)0 0.000 5.063 0.000 0.000 0.000 -10.125

1/4 0.000 25.313 0.000 5.063 -5.063 -20.250 1/2 10.125 30.375 5.063 5.063 -10.125 -45.563 3/4 20.250 30.375 5.063 5.063 -5.063 -35.438

1 -75.938 -15.188 -40.500 -10.125 0.000 0.000

MAXIMO MOMENTO ABSOLUTO M = 75.938 kg-mESPESOR DE PARED e = (6*M/(ft))^0.5 e = 6.08 cmPARA EL DISEÑO ASUMIMOS UN ESPESOR e = 20.00 cmMAXIMO MOMENTO ARMADURA VERTICAL Mx = 75.9375 kg-mMAXIMO MOMENTO ARMADURA HORIZONTAL My = 45.5625 kg-mPERALTE EFECTIVO d = e-r d = 15.00 cmAREA DE ACERO VERTIC Asv = Mx/(fs*j*d) Asv = 0.338 cm2AREA DE ACERO HORIZ Ash = My/(fs*j*d) Ash = 0.203 cm2

k = 1/(1+fs/(n*fc) k = 0.326j = 1-(k/3) j = 0.891

n = 2100/(15*(f'c)^0.5) n = 9.6609fc = 0.4*f'c fc = 84.00 kg/cm2

0.0024 Asmin = 4.830 cm2

DIAMETRO DE VARILLA 1/2 1.29 cm2 de Area por varilla

3/8 0.71

1/2 1.29 cm2 de Area por varillaAsvconsid = 5.16 cm2Ashconsid = 5.16 cm2

ESPACIAMIENTO DEL ACERO espav 0.250 m Tomamos 0.20 mespah 0.250 m Tomamos 0.20 m

CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIA

CALCULO FUERZA CORTANTE MAXIMA Vc = 1,687.50 kgCALCULO DEL ESFUERZO CORTANTE NOMINAL Vc/(j*100*d) = 1.26 kg/cm2CALCULO DEL ESFUERZO PERMISIBLE 0.02*f'c = 4.20 kg/cm2

Verificar OkCALCULO DE LA ADHERENCIA u = uv = 6.31 kg/cm2 uh = 6.31 kg/cm2

EXPEDIENTE TECNICO: “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE E INSTALACION DE ALCANTARILLADO DEL C.P. SAN MIGUEL DE CUCHIS, DISTRITO DE VILCABAMBA - DANIEL ALCIDES CARRION - PASCO” DISEÑO ESTRUCTURAL DEL FILTRO LENTO:

gm =

st =

M=k*gm*(h-he)^3 gm*(h-he)^3 =

r = 0.7*(f'c)^0.5/Fy r =Asmin = r*100*e

F (pulg) =

gm*(h-he)^2/2 = nc = nmax =

si nmax > ncVc/(So*j*d) =

Page 2: Diseño de Filtro Lento

DISEÑO DE FILTRO LENTO

EXPEDIENTE TECNICO: “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE E INSTALACION DE ALCANTARILLADO DEL C.P. SAN MIGUEL DE CUCHIS, DISTRITO DE VILCABAMBA - DANIEL ALCIDES CARRION - PASCO”

20.0020.00

CALCULO DE LA ADHERENCIA PERMISIBLE umax = 0.05*f'c = 10.5 kg/cm2Verificar si umax > uv OkVerificar si umax > uh Ok

DISEÑO DE LA LOSA DE FONDO DEL FILTRO LENTO

Considerando la losa de fondo como una placa flexible y empotrada en los bordes

MOMENTO DE EMPOTRAMIENTO EN EL EXTREMO M(1) = -W(L)^2/192 M(1) = -1,172.67 kg-m

MOMENTO EN EL CENTRO M(2) = W(L)^2/384 M(2) = 586.33 kg-m

ESPESOR ASUMIDO DE LA LOSA DE FONDO el = 0.20 mPESO SPECIFICO DEL CONCRETO 2,400.00 kg/m3CALCULO DE W W =

W = 4,530.00 kg/m2Para losas planas rectangulares armadas con armadura en dos direcciones Timoshenko recomienda los siguientes coheficientes

Para un momento en el centro 0.0513Para un momento de empotramiento 0.529

MOMENTO DE EMPOTRAMIENTO Me = 0.529*M(1) = -620.34 kg-mMOMENTO EN EL CENTRO Mc = 0.0513*M(2) = 30.08 kg-mMAXIMO MOMENTO ABSOLUTO M = 620.34 kg-mESPESOR DE LA LOSA el = (6*M/(ft))^0.5 = 17.38 cmPARA EL DISEÑO ASUMIMOS UN ESPESOR el = 20.00 cm

d = el-r = 15.00 cm As = M/(fs*j*d) = 2.761 cm2 Asmin = 4.830 cm2

DIAMETRO DE VARILLA 1/2 1.29 cm2 de Area por varilla Asconsid = 5.16 espa varilla = 0.25 Tomamos 0.25 m

Sov = Soh =

gc =gm*(h)+gc*el

r*100*el =

F (pulg) =