ANAL-ESTABANALISIS DE ESTABILIDADA.-ANALISIS DE ESTABILIDAD POR VOLTEO:1.-DETERMINACION DE CENTRO DE GRAVEDAD CUANDO LA PRESA ESTA VACIA.0.254.900.55AB0.250.9C5.40FIGURAAREAWXc/roYc/roWXWYA0.140.335.281.181.740.39B1.353.233.271.0810.563.50C4.8611.662.700.4531.495.25TOTALES15.2343.809.142.880.602.-DETERMINACION DE LA EXCENTRICIDAD CON PRESA VACIA CUANDO SE PRESENTA UN SISMO:Para el calculo de la fuerza sismica se considera una aceleracion de 0.05g =0.4905m/seg2FS = m.am = W/gFS = W/g. 0.05g0.76TnFSWW*d -Fs * y = 0XW*d = Fs * yRXRd = 0.05 yd =0.03mLa resultante de Fs y W esta a XRXR= d + xXR=2.91mLa excentricidad sera igual a:e = XR - b/2!/3B =1.13me =0.21mb =3.40m2/3B =2.27mEl eje de la fuerza resultante pasa por el tercio central de la base (2/3b)=2.27m3/3B =3.40m3.-RESULTANTE DE LA FUERZA CON PRESA LLENA Y ACTUANDO VERTICALMENTE LAS PROYECCIONES HORIZONTALES DE LA PRESA0.254.90FigAreaWXc/r0WXA,B,C15.232.8843.800.88DD0.220.225.281.16E2.822.822.707.61EF0.070.070.130.01Sumatoria18.3352.57F0.270.252.87m5.404.-CALCULO DE LAS SUBPRESIONES Y SU PUNTO DE APLICACINPresion hidrostatica cara aguas arriba :P1 = W x h12.33Kgs/Cm2Presion hidrostatica cara aguas abajo :P2 = W x h21.18Kgs/Cm25.40FigAreaSpXc/rW.XA6.356.352.7017.15A1.18B3.113.113.6011.212.33Sumatoria9.4728.36B1.153.00mLa resultante pasa por el tercio central5.-CALCULO DE LAS FUERZAS HORIZONTALES ACTUANTES:EMPUJE HIDROSTATICO:E1 =2.71TnEMPUJE HIDROSTATICO POR SISMO:F = m * a = 0.05WConsiderar a = 0.05 gE1 = 0.05WE2 =0.76TnEMPUJE ACTIVO DEL POR SEDIMENTOSg =1.8Tn/m3S. Saturadog =0.8Tn/m3S. SumergidoKa =0.65Gravas y arenasE3 =0.01TnDESCRIPCIONFUERZA (Tn)Xc (m)Yc (m)MR (Tn.m)MA (Tn.m)PESO PRESA LLENA18.332.8752.57SUBPRESIONES9.473.0028.36EMPUJE HIDROSTATICO2.710.782.11EMPUJE SISMICO0.760.990.75EMPUJE ACTIVO POR SEDIMENTOS0.010.300.00SUMATORIAS52.5731.231.68> 1.5 OK!y =0.82mB.-ANALISIS DE ESTABILIDAD POR DESLIZAMIENTO:Fuerzas Axiales (vertical)18.33TnFuerza ResistenteF= m Fa11.00Tnm =0.6Fuerzas Actuantes3.48Tn3.16> 1.5 OK!C.-ANALISIS DE ESTABILIDAD POR CAPACIDAD DE CARGA:Para esta verificacion se emplea la siguiente ecuacion:El valor de e' se determina tomando momentos de las fuerzas actuantes y las fuerzas resistentesW* n = E * yn =n = E * y /W0.16m=-0.01m3.35Kgs/Cm23.44Kgs/Cm2

DISEO HIDRAULICODISEO DE BOCATOMADATOS:Caudal maximo de diseoQ =20m3/segCaudal medio del rioQ =1.0452m3/segCaudal minimoQ =0.108m3/segCaudal ecologicoQ =0.10452m3/segCaudal a derivarseQ =0.2m3/segPendiente del cauce del rioS =0.0076Pendiente del Canal de derivacionS =0.0015Coeficiente de Manning del rion =0.05Coeficiente de Manning del canaln =0.015Talud de canalZ =0Factor de fondoFb =1.2Factor de orillaFs =0.2Parametro que caracteriza al caucea =0.751.-ESTIMADO DEL ANCHO DE ENCAUSAMIENTO DEL RIO.Usaremos las ecuaciones siguientes:BLENCH:B =19.83mALTUNIN:B =8.90mPETIT:B =10.96mDonde:B: Ancho de encausamiento.Q: Caudal maximo de diseo.Fb: Factor de fondo.Fs: Factor de orilla.a: Parametro que caracteriza al cauce.S: Pendiente del rio.Nota: Tomar el promedio de los tres valores.B =13.00mNota: Este valor se debe comparar con el ancho fisico del rio medido insitu. El ancho minimo debe ser el ancho fisico del rio.2.-DETERMINACION DEL TIRANTE NORMAL DEL RIOA =B . ynP =B + 2 ynR =(B . Yn)/(B+2yn)Resolviendo por tanteos se tiene:11.4711.45yn =0.98m3.-DIMENSIONAMIENTO DEL CANAL DE DERIVACIONAsumimos una seccion rectangular de MEHb = 2y2yA = b . y2y^2P = b+2y4yResolviendo por tanteosy =0.3520.700.077460.0778258312Se tiene:b =0.70m0.35y =0.35mT =0.70mA =0.25m20.70P=1.40mR=0.18mF=0.444.-DIMENSIONAMIENTO DE LA VENTANA DE CAPTACIONSe desestima el valor de la velocidad de aproximacion; es decir h1 = 00.30m =0.6h2=0.30m0.70Las dimensiones de la ventana de captacion seriab =0.70mCOTA CRESTA BARRAJEh2=0.30m5.-CALCULO DE LA ALTURA DEL BARRAJE.0.30La altura del azud esta dado por:0.55COTA FONDO BARRAJEP = ho + h20.250.70Donde:P =Altura del azudho =Altura del fondo de rio a cresta de la ventana :0.25mh2 =Tirante de en la ventanaP =0.55m6.-LONGITUD DEL BARRAJE FIJO Y MOVILa. Predimensionamiento:a.1 Por relacin de reasEl rea hidrulica del canal desarenador tiene una relacin de 1/10 del rea obstruida por el aliviadero, teniendose:A1 = A2 /10A1 = Area del barraje movilA1A2PLd13.00- LdA2 =Area del barraje fijoA1 = P * LdA2 = P* (13-Ld)Remplazando estos valores, tenemos que:P * Ld =P * (AbarrajeC-Ld) /10L d =1.20AbarrajeC-Ld=11.8Entonces:Ld =1.20AbarrajeC-Ld =11.80AbarrajeC-Ld =13.00a.2 Longitud de compuertas del canal desarenador (Lcd)Utilizaremos compuertas=1Lcd = 4Ld /(5No. Compuertas+1) =0.8aprox. =31pulgadas0.8pero utilizaremos compuertas comerciales radiales de48aprox. =1.2metrosa.3 Predimensionamiento del espesor del Pilar (e)e = Ld/4 =0.30m.e =0.30Espesor minimo adoptadob. Dimensiones calculadas0.550.31.20.311.80.3SECCION TRANSVERSAL TIPICO7.-CAPACIDAD DE DESCARGA DE VERTEDEROheHhvhdh1= V1 / (2g)d1d2En este calculo se tendr que considerar que las compuertas deben estar abiertas ,para ello el caudal de diseo se compartira entre el barraje movil y fijo."H" se calcula asumiendo un valor , calcular el coeficiente de descarga "c" y calcular el caudal para el barraje fijo y movilEl caudal calculado debe ser igual al caudal de diseo.Q diseo max. = Qaliviadero + Qcanal.limpiaa. Descarga sobre la cresta (barraje fijo) = Qaliviadero (Qal)Qal = C * L * H^3/2L =L1-0.1*N*hQal =Descarga del aliviaderoC =coeficiente de descargaL =Longitud efectiva de la crestaH =Carga sobre la cresta incluyendo hvL1 =Longitud bruta de la cresta =13.0N =Numero de contracciones1.000Se seguir un proceso Iterativo asumiendoPara H:H =0.880mC =2.00Remplazando en la formula de "L" tenemos que.L =L1-0.1*N*hL=11.71mRemplazando en la formula de "Q" (caudal sobre la cresta de barraje fijo) tenemos que.Q al =19.34m/sb. Descarga sobre barraje movilSe considera que cada compuerta funciona como compuertaPara ello usaremos la siguiente formula:Qd=Cd * A*(2*g*y)Parte inferior del canal de limpia (compuerta)y1=0.88a =0.55y1/a=1.6Cd =0.32b =1.20Q bm =1.119m/sb. Descarga mxima total "Qt"Qt =Q al + Q bmSumando los dos caudales:Qt =20.46m3/segEl caudal de descarga calculado:QtQmax20m3/segAsumimos como validas las dimensiones calculadas8.-FORMA DE LA CRESTA DEL BARRAJEX ^n = K Hd ^(n-1) YPara un vertedero de pared recta:ParedVerticalK =2n =1.85Y = X ^1.851.79Coordenadas para azud aguas abajoXY0.000.00.50-0.141.00-0.501.50-1.062.00-1.802.50-2.723.00-3.823.50-5.084.00-6.504.50-8.085.00-9.82Valores para AZUD aguas arriba0.282 Hd0.250.5 Hd0.440.175 Hd0.150.2 Hd0.189.-TIRANTES EN EL BARRAJE Y COLCHON DE DISIPACIONa.- CALCULO DEL TIRANTE AL PIE DEL BARRAJE (PUNTO 1)Se aplica la ecuacion de Bernoulli entre los puntos 0 y 1Asumiendo:La diferencia de: (Z0-Z1) varia entre: 0.5 a 1.00 mZ0-Z1 =0.5mDespejamos el valor de V1:V1 = (2*g*(Z0-C1+P+H-d1+Vh^2/2*g-hf0-1)^0.5h01 = 0.10Vh2/2gV0 = Q/B.d0 =1.86m/segh01 =0.02md1 =0.27mLa Ec. De Bernoulli se resuelve por tanteos asumiendo un valor inicial de d10.10V1=5.97m/segEste valor calculado debemos comprobar con:V1=Q1/A1 = Q1/(b1*d1) = q1/d1d1=0.276mEl valor asumido es igual al valor calculadob.- CALCULO DEL TIRANTE CONJUGADO (PUNTO 2).Se aplica la ecuacion de tirantes conjugados para un regimen supercriticoV1=5.97m/segd2=1.29m0.88P=0.55d2=1.2865947476d1=0.2763630464Lp10.-CALCULO DE LA LONGITUD DEL COLCHON DISIPADOR.Determinamos el Numero de FroudeFTIPO TANQUE1.7 a 2.5I2.5 a 4.5IIF =3.63Se requiere un tanque Tipo II 4.50III