MEMORIA DE CLCULO

1. GENERALIDADESLa presente Memoria de Clculo se refiere a la CONSTRUCCION DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO Y PLANTA DE TRATAMIENTO DE LA LOCALIDAD DE PUKIRI, MADRE DE DIOS, MANU, MADRE DE DIOS.Para el abastecimiento de agua potable y evacuacin de las aguas servidas se ha considerado lo siguiente:1. Agua Potable2. Construccin del Reservorio Elevado de 400 m33. Tanque Sptico4. Cmara de Grasas5. Desarenador6. Laguna de OxidacinAGUA POTABLEa. DOTACION La dotacin de agua potable per cpita por da del poblador de Pukiri, puede calcularse en base a la determinacin de los consumos por tipos de servicio, para tener una apreciacin ms real del consumo, siendo el abastecimiento de agua potable eficiente y por horas durante el da.Por lo tanto se asumir el valor recomendado por el Reglamento Nacional de Construcciones.La dotacin para la poblacin de Pukiri se considera de 120 lts/habitante/da, de acuerdo a las costumbres, clima y otros factores.b. VARIACIONES DE CONSUMOVariaciones DiariasEl consumo de una ciudad a lo largo del da no es constante, vara en un rango muy grande con respecto al consumo promedio diario anual. Tambin vara durante el ao de acuerdo a las condiciones de clima y el tamao de la poblacin.Se ha establecido un coeficiente de variacin diaria denominado K1, que es un factor que multiplicado por el consumo promedio diario anual, representa el mximo consumo de demanda en todo el ao.Segn el R.N.C. Infraestructura sanitaria, se consideran el siguiente valor:Mximo anual de la demanda diaria (K1): 1.30Variaciones HorariasLa curva de variacin horaria est relacionada con el rgimen de vida y el tamao de la poblacin.En una poblacin rural en que las costumbres de la poblacin son similares estas curvas varan mucho, en cambio en poblaciones grandes donde las costumbres son diferentes la curva vara muy poco.Similarmente de acuerdo al RNC se considerara un valor Mximo anual de la demanda horaria (K2): 2.00c. CAUDAL PROMEDIO DE CONSUMO DE AGUA (Qp)Qp = Pobl. x Dotacin/86400Qp = 2825 x 220/86400 = 15.15 lts/seg.d. CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)Qmd = K1 x Qp = 1.30 x 15.15 = 19.69 lts /seg.e. CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)Qmh = K2 x Qp = 2.00 x 15.15 = 39.388 lts/seg.f. GASTOS DE DISEO

CUADRO 20. Descripcin de gastos de diseoDESCRIPCINGASTOS

Consumo Promedio Diario (Qp)Consumo Mximo Diario (Qmd)Consumo Mximo Horario (Qmh)15.15 lt/seg19.69 lt/seg39.39 lt/seg

g. PRDIDAS DE AGUALas prdidas se determina en base al volumen producido y volumen total facturado, estas prdidas incluyen las fsicas como las fugas en las redes de distribucin, rebose en los reservorios y las no fsicas como los desperdicios domiciliarios y otros.En el clculo de la Demanda, el % perdida de agua potable ser de la siguiente manera 25% de prdida desde el ao 0 en el cual se ejecutaran las obras generales y secundarias, hasta el final del horizonte de estudio.h. COBERTURA DE AGUA POTABLELa cobertura de agua mediante conexiones domiciliarias para el rea de estudio es de 6.62 %.Con la ampliacin de redes de servicio de agua y alcantarillado y mejoramiento de las infraestructuras comprendidas en el sistema existente, la cobertura de los servicios se ver incrementada en el primer ao de operacin del sistema en un 90% aproximadamente.

VERIFICADOR DE SISTEMAS ABIERTOS DE AGUA POTABLE

PROYECTO : "CONSTRUCCION DEL SISTEMAS DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO Y PLANTA

DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA LOCALIDAD DE PUKIRI, MADRE DE DIOS, MANU"

DISTRITO : MADRE DE DIOS

PROVINCIA : MANUREGION : MADRE DE DIOS

FECHA : AGOSTO 2012

A.-POBLACION ACTUAL2815

B.-TASA DE CRECIMIENTO (%)5.53

C.-PERIODO DE DISEO (AOS)20

D.-POBLACION FUTURA Pf = Po * ( 1+ r*t/100 )5928.39

E.-DOTACION (LT/HAB/DIA)220

F.-CONSUMO PROMEDIO ANUAL (LT/SEG)Q = Pob.* Dot./86,40015.095

G.-CONSUMO MAXIMO DIARIO (LT/SEG)Qmd = 1.30 * Q19.62406875

H.-CAUDAL DE LA FUENTE (LT/SEG)5

Marcar con "1" lo correcto:

I.-VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3)

V = 0.25 * Qmd *86400/1000

(s es por Bombeo sera el 30 %)

Entonces:

J.-CONSUMO MAXIMO HORARIO (LT/SEG)Qmh = 2 * Qmd = 2.60 Q39.2

Uso del Programa WATERCADrea de Influencia

Tuberas

Nudos

Nudos - Tuberas

RESULTADOS WATERCAD

IdLabelElevation (m)Demand (L/s)Hydraulic Grade (m)Pressure (m H2O)

24J-1280.50.05299.3918.9

25J-2280.60.09299.3918.8

26J-3280.250.14299.3919.1

27J-4280.40.11299.3919

28J-5280.50.09299.3818.8

29J-62800.18299.0819

30J-7279.60.56299.0819.4

31J-8279.550.35299.2519.7

32J-9279.60.17299.3819.7

33J-10280.50.1299.4218.9

34J-11280.60.11299.3818.7

35J-122810.12299.318.3

36J-13280.60.16299.2118.6

37J-14280.40.08299.1918.8

38J-15280.50.18299.3918.9

39J-16280.40.12299.6519.2

40J-17280.50.14299.3718.8

41J-18279.90.21298.9419

42J-19279.90.17298.9519

43J-202800.3298.9618.9

44J-21280.050.31299.0519

45J-22280.10.33299.0218.9

46J-232790.27299.0220

47J-24280.750.25299.0518.3

48J-25280.40.3299.1818.7

49J-26280.40.29299.2218.8

50J-27280.30.13299.1818.8

51J-28280.60.08299.1818.5

52J-29280.50.17299.1318.6

53J-30280.40.12299.1518.7

54J-31280.50.07299.1618.6

55J-32280.10.07299.0919

56J-332800.08299.1219.1

57J-34280.50.13299.0518.5

59J-36280.50.17299.0818.5

60J-37280.20.09299.0918.9

61J-38279.950.14299.0819.1

62J-392800.13299.0819

63J-40280.150.14299.0818.9

64J-41279.40.24298.9319.5

65J-42279.90.21298.9319

66J-43279.80.29298.9519.1

67J-44280.30.28299.0118.7

68J-45279.60.19299.0219.4

69J-46279.90.22299.0319.1

70J-47280.10.18299.0318.9

71J-48279.90.17299.0319.1

72J-49279.60.31299.0419.4

73J-50280.20.16299.0318.8

74J-51279.60.18299.0319.4

75J-52279.850.18299.0319.1

76J-53279.30.16299.0319.7

77J-54279.750.15298.9919.2

78J-55279.20.27298.9819.7

79J-56279.50.2298.9619.4

80J-57279.10.23298.9619.8

81J-58279.40.23298.9419.5

82J-59278.950.29298.9420

83J-60279.30.3298.9319.6

84J-61278.80.14298.9420.1

85J-62279.150.19298.9319.7

86J-63278.90.28298.9420

87J-642800.2298.9318.9

88J-65279.10.13298.9719.8

89J-66279.50.38298.9519.4

90J-67279.60.18298.9719.3

91J-68280.50299.1918.7

92J-69280.40299.1818.7

93J-70280.250299.0718.8

94J-71280.20.25299.0818.8

124J-73280.20299.0218.8

135J-74280.40299.1118.7

146J-75280.050299.0819

162J-76280.450299.0518.6

RESERVORIO ELEVADO DE 400 m3El proyecto est comprendido por un reservorio elevado, destinado al abastecimiento de agua potable a la Localidad de Pukiri, distrito de Madre de Dios, provincia de Manu y Departamento de Puerto Maldonado, dada su importancia como infraestructura expuesta a esfuerzos hidrostticos, debe estar diseada para resistir adecuadamente las cargas a las que se encontrar sometida, como son: cargas por efectos de gravedad (carga viva y muerta), cargas por efectos ssmicos y de viento, por ello requiere que su configuracin estructural sea sismo resistente. El proyecto contempla un sistema estructural conformados por placas en forma circular de Concreto Armado, y vigas V-1 de 45x45 y V-2 de 50X100 cm, las cuales soportaran las cargas y rigidez lateral al sistema, los cuales soportaran el peso del Tanque Elevado de capacidad de 400 m3 y a la vez transmitirn los esfuerzos al terreno a travs de zapatas de forma circular de radio 11.5 m. y 3 m de altura.

CARGAS

Las cargas de diseo empleadas son debido al peso propio, a la carga viva y la carga por efectos ssmicos. Dichas cargas son como se detalla a continuacin:Carga Muerta:Peso especifico del concreto armado=2400 kg/mAcabados= 100 kg/m2Carga Viva:S/C=150 Kg/m2ESPECIFICACIONES TECNICAS GENERALES

Para el diseo de los elementos estructurales se han considerado las siguientes especificaciones generales.Materiales:Acero Estructuralfy = 4200kg/cm2Concretofc = 210kg/cm2Recubrimientos libres:Zapatas:r = 7.5 cmsVigasr = 4.0 cmsSuelo: (Segn estudio de Mecnica de Suelos)Capacidad Portante t = 2.99 kg/cm2

DISEO ESTRUCTURAL

Anlisis Estructural

Para el anlisis estructural se han considerado seis grados de libertad para elaborar el anlisis esttico, mientras que para el anlisis ssmico se ha considerado el modelo de masas concentradas en los nudos, considerando 3 grados de libertad de oscilacin por nudo. Para el anlisis estructural se han considerado todas las combinaciones de carga y estos son: U = 1.5 D + 1.8 L + 1.8WAU = 1.25D + 1.25 L + 1.25 S + 1.25WAU = 1.25D + 1.25 L 1.25 SU = 0.9D + 1.25SU = 0.9D 1.25S

En donde:D = carga muerta de diseo.L = carga vivaS = carga de sismoWA = carga de Agua

El anlisis de la estructura se ha realizado mediante mtodos elsticos y lineales, apoyados por un anlisis matricial efectuado por el programa de anlisis estructural SAP 2000 v14.1.0.Anlisis Ssmico

Para determinar los esfuerzos producidos por un movimiento ssmico se realizo un anlisis ssmico por el mtodo esttico considerando que en la estructura acta una fuerza horizontal equivalente a una porcin de las cargas permanentes. Los coeficientes ssmicos se han determinado siguiendo los lineamientos de la Norma Peruana de Diseo Sismo-Resistente, segn la cual la fuerza cortante total en la base de la estructura correspondiente a la direccin de anlisis se determina con la siguiente expresin:V = Z U S C PRV:Fuerza cortante total en la base de la estructura.C:Factor de amplificacin ssmica en funcin del periodo del suelo y de la estructura,con un valor mximo de 2.5P:Peso total de la edificacin que incluye peso propio de las estructuras, cargas permanentes y 50% de la sobrecarga.

Diametro de la linterna1.5m

flecha del fondo1.304293671

h1.5

radio de la cuba (a)4.5m

Radio del fondo4.453137139m

b3.148843469m

altura5.684969747m

anchoalturafareargvol

3.1495.8811.00018.5171.574183.181

3.1491.3040.5002.0542.09927.085

1.3511.5000.5001.0133.59922.917

1.3515.6851.0007.6813.824184.578

V1202.33m3

V2202.67m3

total405.00m3

ANALISIS SISMICO PARA TANQUE CIRCULAR SEGN EL RNC METODO ESTATICO

Tanque alto de carga

DATOS DE MATERIALES:

CONCRETO:f'c =280kg/cm228Mpa

ACERO:fy=4200kg/cm2420Mpa

PESO VOLUMETRICO DEL LIQUIDO:

AGUA:a =1t/m31000kg/m3

10KN/m3

g=9.8m/sg2 10

Peso espesifico del liquido:

l =100kg*sg2/m4

MASA ESPECIFICA DEL CONCRETO:

CONCRETO:c =2.4ton/m32400kg/m3

Peso especifico de concreto:24KN/m3

c=240kg*sg2/m42.4kN*sg2/m4

MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO:

Ec = 15000*f'c =250998.008kg/cm2

Aproximacion a:251000kg/cm225100Mpa

DATOS DEL TANQUE:

Altura del liquido =HL =6m

Diametro de la cuba tanque=D=9m

Altura del muro de la cuba tanque = Hw =6m

Espesor de pared de la cuba del tanque= tw =0.35m

Espesor del techo Esptecho0.1m

Diametro del fuste Df=6.3m

Espesor del Fuste ef=0.35m

Altura del fustehf=27m

Peso de la cubierta del tanque= Peso Tanque 15.27ton

Espesor del fondo del reservorio = 0.45m

Espesor del cono de fondo =0.45m

Espesor de la linterna =0.40m

Modulo de elasticidad del concreto = Ec2.51E+06ton/m2

BH

Viga de fondo = vf0.501.00m

Radio de la viga de fondo =r vf3.15m

Viga de la linterna = vlm

0.400.40

Radio de la linterna =rvl0.70m

Viga inferior de la cuba =vif0.501.00m

Radio inferior de la cuba =rvif4.50m

Viga superior de la cuba =vsf0.400.40m

Radio superior de la cuba =rvsf4.50m

Carga viva en la cupula150.00kg/m2

DATOS SISMICOS DEL SITIO:

z=Factor de la zona0.30

u=Factor de uso e importancia1.50

S=Factor de suelo1.40

Ts =Periodo predominante del suelo0.90

Factores de modificacion de respuesta impulsiva (Rwi)

Tanques elevados3.00

Factores de modificacion de respuesta convectiva (Rwc)

Tanque articulado o empotrado en la base apoyado sobre terreno Rwc =1.00

1. CALCULO DE COMPONENTES DEL PESO

Peso del liquido:WL = 381.70ton

Peso de paredes del tanque= Wt =44.33ton

Peso de la componente impulsiva

D/HL =1.50

HL/D =0.67

HL =6.006.75m

Wi=253.14ton

Peso de la componente convectiva

Wc =129.75ton

Coeficiente de la masa efectiva del muro ()

1

=0.77

Peso efectivo de la cuba del tanque : We

We = *Wt 34.08ton

2. CALCULO DE LOS PUNTOS DE APLICACIN DE LOS COMPONENTES DE PESO

(Excluye la presion de la base= EBP), para calcular los muros del estanque.

Para Impulsiva

Si se obtiene:D/HL