BARRAJ1

8/4/2019 BARRAJ1

1/16

------------------------------------------HIDROENERGIA

-------------------------------------------MALCA RODRIGUEZ JORGE LUIS

DISEO HIDRAULICO

BARRAJE:

(2/3) (1/2) 0.54 m3/seg

QD= A x (RH)^ S^ Qmin = 1 m3/seg

n Qmax = 41.2 m3/segB= 20 m

Datos : b= 0.5 m

Asumiendo que la Seccin del Canal es rectangular

QD= 0.54 m3/seg

S = 0

n= 0.01

b = 0.55 metros y

Y = 0.65 (Por tanteos)b

QD= 0.54

P = 3Y (QD < 1 m3/seg

P = 1.95 metros

Asumimos

P = 1.95 metros

2

ho =V

2gho 0.24

h 0.95 h = hmax

P = 1.95

CALCULO DE h max CALCULO DE ho(3/2)

Qmax = Mbh Q= AV ......... 1

Donde :

M = 2.21 (Barraje Perpendicular ) A= h x B

Por lo tanto: h=hmax

( 2/3) A= 19.08

hmax = Qmax

M B De 1

V= 2.16 m/seg

hmax = 0.95 metros

QD=

8/4/2019 BARRAJ1

2/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


Calculo de ho 2

ho= ( Vo ) / 2 g ho= 0.238

ho=0.24

SECCION Y DIMENSIONAMIENTO DEL BARRAJE

Segmento P = H = 1m P = H = 2m P = H = 3m

h =0 h=5 h =0 h=5 h =0 h=5

A 5 10 9 14 13 18

E 4.2 5.2 7.4 8.4 10.6 11.6C 0.8 4.7 1.5 5.5 2.4 6.4

D 1.8 2.8 3.5 4.5 5.2 6.2

F 1 1 1.5 1.5 1.9 1.9

B 0.7 0.7 0.9 0.9 1.2 1.2

G 0.25 0.5 0.4 0.6 0.5 0.7

J 0.5 0.5 0.6 0.6 0.7 0.7

K 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 0.6

Interpolando

PARA 1M

0 50.95 X X = 5.95

5 10

PARA 2M

0 9

0.95 X X = 9.95

5 14

PARA 1.95

1 5.95

1.95 X A = 9.75

2 9.95

Silarmente se tiene

Entonces

A= 7.82

E= 5.96

C= 1.8

D= 2.81

F= 1.25

B= 0.8

G= 0.36

J= 0.55K= 0.45

8/4/2019 BARRAJ1

3/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


B C E

0.8 1.8 5.96

P= 1.95

2.81

G= 0.36 1.25

0.55 0.45

J K

7.82

A

L'

BOCAL COMO COMPUERTA

ho =V

2g

j ho

Hmin h h = hmin

d

P

Z = 0.6

MIRANDO DE PERFIL A LA COMPUERTA

F=

D

=

8/4/2019 BARRAJ1

4/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


(1/2)

Cd A c (2g (Hmin - d2) )^

Hmin

d

d2

Para compuertas planas se puede considerar

Cv = 1

Cc =0.62

Cd =0.62

d2 =Cc x d

Hmin =P + hmin -Z

Ac =db = Area del orificio de la compuerta =

( 2/3)

hmin = Qmin

2,21 B

hmin = 0.080

Hmin =P + hmin -Z

Z = 0.6 m

Hmin = 1.430 m

Asumiendo que de ( 0,35 - 0,40 ) m

d= 0.35d2=Cc x d

d2=0.22

Cd

Ac = 0.18 m2

QD=

QDAc=

2g (Hmin - d2 )

8/4/2019 BARRAJ1

5/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


b= Ac/d

b= 0.51 m

DIMENSIONES DE LA COMPUERTA

0.35

0.51

MUROS DE ENCAUSIAMIENTO

Transicion entre el rio y los muros de encausamiento

O

B = 17 b= 20

O

L

Asumiendo :B = 17 m

O = 12.5

( B -b ) / ( 2 x tan O )

L = -6.77 m

CALCULO DE LOS TIRANTES DE LOS MUROS DE ENCAUZAMIENTO

CALCULO DE Ymax(2/3) (1/2)

Qmax= A x (RH)^ S^

n

y= 0.75 POR TANTEOS

n1 = 0.02 (Rugosidad del Muro de C )

n2= 0 (Rugosidad del rio)

S = 0.03

n= 2(n1)^2 y + (n2)^2 B

8/4/2019 BARRAJ1

6/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


n= 0.03

Qmax = 41.2 m3/seg

Qmax = 31.23

Ymax = 0.75 m

CALCULO DE Ymin

Y1= 0.14 POR TANTEOS

Qmin = 1 m3/seg

Qmin = 1.89

Ymin= 0.14 m

DISEO DEL VERTEDREO LATERAL

QD = 0.54

Qmin 1

Qmax 41.2

Qa = Qmin - QD

Qa = 0.46 m3/seg

APLICANDO MANING

(2/3) (1/2)

QD= A x (RH)^ S^

n

Vm =QD/ A

Vm = 3.0 m/seg

ANALIZANDO CON EL NUMERO DE FROUDE

F = V/(g y ) (0,5)

8/4/2019 BARRAJ1

7/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


F = 0.88 SUBCRITICO

DESARENADOR

Los tiempos de sedimentacion de los distinto granos de arena se indican en la siguiente tabla

t (seg) O GRANO

75 0.1

52 0.15

38 0.2

25 0.3

19 0.4

15 0.5

12.5 0.6

9.5 0.8

7.6 1

6.4 1.2

B= 2 m

H= 0.5 m

A = 1 m2

Diamero max de grano 0.3 mm

Q D = 0.54 M3/SEG

L = V x H x Tx C

B

L

DONDE :

V = Velocidad del agua

H= Profundidad de sedimentacion

T= Tiempo de sedimentacion

C= Coeficiente de SeguridadV =Q/A

8/4/2019 BARRAJ1

8/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


V = 0.54 m/seg < 0,3 OK

H = 0.5

T= 25 seg tabla

C= 2 < 1,5 a 2 >

L= 13.5 m

8/4/2019 BARRAJ1

9/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA

ho =V

2gho 0.24

h 0.95 h = hmax

P= 2.0

P = 1.95 L= 1.59 2

1

3 G= 0.36

2.6 5.96

FCy= 954

Dx=400

FCx =1192

C D

P= 1.95

A B

FAx= 3142 Bx= 760

FAy= 2904 BY= 760

7.82

FUERZAS EN C FCX Y FCYFCx= (Peso Especifico) x he

FCx= (Peso Especifico) x( h + ho)

8/4/2019 BARRAJ1

10/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


Donde :

Peso Esp = 1000 kg/m3

FCx= 1192 Kg

Calculo de FCy

FCy= (Peso Especifico) x( h )

FCy= 954 Kg

FUERZAS EN A FAX Y FAY

FAx= (Peso Especifico) x (he + P)

FAx= (Peso Especifico) x( h + ho + P )

FAx= 3142 Kg

FAy= (Peso Especifico) x( h+P)

FAy= 2904 Kg

FUERZAS EN B FBX Y FBY

FBx= (Peso Especifico) x (h1)

FBx= 760 Kg

FBY= 760 Kg

FUERZAS EN D FDX

FDx= (Peso Especifico) x (h2)

FDx= 400 Kg

ELEM DIMENSION PESO PESO BRAZO MOMENTO

ESPECIFICO

1 5.07 2200 11154 7.26 80978

2 4.74 2200 10424 3.97 41418

3 2.15 2200 4720 2.98 14065

Total 26298 136461

Punto de Aplicacin del Pe 5.19

Analisis de la Seccin Equivalente

8/4/2019 BARRAJ1

11/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


Calculo de Pesos y momentos con respecto al Punto B

Exentricidade =A -Punto de Aplicacin del Peso

e= -1.28

Empuje con 1.5

2

P1= Pespecf h /2

P1= 1125 kg

El empuje tiene su punto de aplicacin a 0.65 desde la cresta del Vertedero

Las fuerzas de empuje y peso son dos vectores cuyo diagrama puede representarse as

P1=1125

W= Y= 0.65

R

Dicha relacin permite la siguiente la proporcin:

X/Y = P/W

X= P1 x y/w

X= 0.03

La resultante pasa a = Punto de Aplicacin Peso-X =5.16 Desde B

La exentricidad ahora es d -1.25

La presin que ejerce la estructura sobre la roca en el estremo A es la presin mxima

y mide

fA= (W/A)*(1+6 x e/d)

fA= 6594 kg/m2

fA= 0.6594 kg/Cm2

8/4/2019 BARRAJ1

12/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


Pt >1,00 kg/cm2

DESLIZAMIENTO :

CARGA HORIZONTAL L=e+hc = 0.76

Agua= [(Cx + Ax)/2]x P

Agua= 4225

Agua= [(Bx *L)/2]

Agua= -289

CARGA HORIZONTAL = 3936

CARGA VERTICAL

Concreto: -26298

Agua= [(Cy + DY)/2]x L

Agua= -5295.01

Agua= [(Ay + By)/2]x L+L/2 *BY

Agua= 10135

CARGA VERTICAL = -21458

Coef de Fric= 0.85

Fuerza V= -18239

FV> FH ok

Volteo

Tomemos momentos con respecto al Punto B

Agua = FCx*(P^2)/2 + (FAx - FCx)*P/2*P/3

Agua = 3501 kg-m.

Agua = FBy*A/2 + (FAy-FBy)*A/4*(A/4 + 2/3*A/4)

Agua = 45092 kg-m.

SUMA MV= 48593 kg-m.

Este es el momento total de volteo, ahora calcularemos el momento total resistente:

Concreto = 136461 kgm.

Agua = Dy*(A^2)/2 + (Cy-Dy)*(A/2)*(A*2/3)

8/4/2019 BARRAJ1

13/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


Agua = 23528 kgm.

SUMA MR = 159989 kgm.

SUMA MR > SUMA MV : Por lo tanto, el factor de seguridad contra el volteo es de:

MR/MV = 3

8/4/2019 BARRAJ1

14/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


8/4/2019 BARRAJ1

15/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


8/4/2019 BARRAJ1

16/16

------------------------------------------HIDROENERGIA


BARRAJ1

Documents

Transcript of BARRAJ1