Mc Camara de Accesos 1 2 3 Rev c

8/22/2019 Mc Camara de Accesos 1 2 3 Rev c

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Cliente: : Agua y Saneamientos Argentinos S.A.

*HM-5-MC-C02*

PROYECTO EJECUTIVO CAMARA DE ACCESOS N1, N2, N3-

(INGENIERIA DE DETALLE)

Proyecto HM N 10-13

Proyecto Aguas de Parana

NHM-5-MC-C02

MEMORIA DE CALCULO :

CAMARA DE ACCESO N1,2 y 3 "CA II"

(CD-02)

Rev. C

APPROVADO POR:

Aprovado

COMPUERTAS TIPO STOP LOG 3,55m x 4.8m

Rev. Por Descripcion Fecha

Emitido para revision 28-mar-13

C. Villanueva

Revisado

16-abr-13Emitido para revision

A C. Villanueva

Mecnica

B

C C. Villanueva Emitido para revision 30-jul-13

COMENTARIOS DEL CLIENTE:


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MEMORIA DE CALCULOCOMPUERTA CAMARA DE ACCESOS 1 2 Y 3 N HM-5-MC-C02

Rev.: C

1. OBJETIVO :La presente Memoria de Clculo desarrolla el diseo de la compuerta Tipo Stop Log ubicada en lasCamaras de Accesos N1, 2 y 3 de 3.55m x 4.7m. (B x h)

Las alturas de plataforma son:

Camara de Accesos N 1 :Camara de Accesos N 2 :Camara de Accesos N 3 :

2. ASUMIDOS:

- Se asume que el agua Se encuentra en reposo a su nivel mximo y solo ejerce presin estticasobre La compuerta .

-Para facilitar el manipuleo se ha previsto hacerla de mas de un cuerpo apilable (03 cuerpos).

- El mecanismo de izaje de las compuertas tipo Stop Log es por medio de un tecle sobre unaestructura tipo prtico.

- El mecanismo de izaje de las compuertas tipo Stop Log es por medio de un tecle sobre unaestructura tipo prtico.

3. CONSIDERACIONES:

- Para el calculo de los tableros se ha considerado el mas critico. Para este caso el tablero de la

camara de accesos N 3 ya que es la que tiene mayor carga hidraulica.- Para las dimensiones se ha tomado como referencia los planos de arreglo de la obra civilindicadas en el tem 4 Referencias.

- El clculo estructural de la compuerta, incluido en el presente documento, han sido efectuadobajo condiciones de carga normal, de acuerdo a la norma DIN 19704.

- La compuerta ser de accionamiento elctrico (Tecle Electrico)

4. REFERENCIAS:

- Plano: 07-ES-EN-109-001HWL REV 3 - CAMARA DE ACCESO 1- ENCOFRADO

- Plano: 07-ES-EN-110-001HWL REV 0 - CAMARA DE ACCESO 2- ENCOFRADO

- Plano: 07-ES-EN-111-001HWL REV 0A - CAMARA DE ACCESO 3- ENCOFRADO

- DIN 19704 - Hydraulic Steel Structures

- Comportas Hydarulicas - Paulo C. F. Erbiste

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Rev.: C

5. CLCULO DE COMPUERTA TIPO STOP LOG 3.55Mts x 4.80Mts

5.0 Clculo de la Carga Hidrulica

5.1 Datos hidrulicos

VANO DE COMPUERTA (bxh):

Bva 3.55 m x hva 4.7 m

B Bva 0.09 m 3.64m Ancho entre sellos

La Bva 0.26 m 3.81 m Ancho entre ruedas

h hva 0.10 m 4.8m Altura de tablero

a 1000kgf

m3

Peso especfico del agua

Figura 1.1 - Detalle de compuerta y estructuraempotrada.

Datos de Cotas de Elevacin:

ELpl 13 m Cota elev. plataforma

ELmo 11.4 m Cota elev. namo (*)

ELso 4.4 m Cota elev. desolera

Datos del m ecanismo de accionamiento:

pf 0.140 m Profundidad de cuerpo decompuerta

Carga hid rulica en la solera:

Hso ELmo ELso 15.8m

(*) Se considera la cota de maximo operacionalpor que en plano 07-ES-EN-111-001-HWL REV.0A termina el nivel de entrada de hombre

Figura 1.2 - Disposicin y Niveles deoperacion de compuerta.

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Rev.: C

(1.3.a)

Figura (1.3.a) y (1.3.b) - Dimensiones de la compuerta.

Dimensiones de placas:

a 0.4 m ai 0.20 m Dimensin vertical de placas

b 0.6 m Dimensin horizontal de placa

Carga Hidrulica:

Hab1 Hsoai

2 15.7m Carga hidrulica en la placa inferior.

(1.3.b)Hab Hso ai

a

2

15.4m Carga hidrulica en la placa crtica.

5.2 Co nd ic io nes d e Diseo

El clculo estructural de la compuerta, incluido en el presente documento, han sido efectuadobajo condiciones de carga normal, de acuerdo a la norma DIN 19704.

5.3 Espesores Mnimo s

Espesor mnimo de paramento: e = 6 mm.

Espesor mnimo de refuerzos y elementos secundarios: e = 6 mm.

Espesor mnimo de estructuras empotradas: e = 6 mm.

5.4 Propiedades Mecnicas del Material

AceroASTM A36: Acero SAE 1045:

ac 7850kgf

m3

acx 7870kgf

m3

Peso especfico

E 199948MPa Ex 200000MPa Mdulo Elstico

Sy 248.21 MPa Syx 310 MPa Esfuerzo de fluencia

5.5 Esfuerzo Admisible del Acero

0.82: Factor de esfuerzo admisible detraccin y/o compresin, condicionesde carga ocasional esfuerzo combinados(solo mantenimiento), segn DIN 19704.

AceroASTM A36: Acero SAE 1045:

adm 0.82 Sy

admx 0.82 Syx

adm 203.5322 MPa admx 254.2 MPa

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Rev.: C

6.0 Clculo de Tableros De la Compuerta Dimension 3550 x 4700mm

6.1.0 Clculo de la Hoja de Compuerta (Plancha Forro)6.1.1 Ecuacin para Determinar Esfuerzos en la Plancha Hoja de Compuerta

De acuerdo a la norma DIN 19704, los esfuerzos de flexin en la plancha debido a la accindirecta de la presin del agua, son calculadas por la teora de elasticidad, a travs de lafrmula siguiente:

k

100p

a2

t2

=

Donde :

k = Coeficiente adimensional dado por la Tabla 2.1, en funcin de la ralacin entre b/a y lascondiciones de apoyo del mdulo.

6.1.2 Datos Para el Clculo de Esfuerzos

a 0.4 m ai 0.2m Dimensin menor de placa crtica e inferior

b 0.6 m bi b Dimensin mayor del mdulo

t 9.5 mm Espesor estimado de plancha

Hab 15.4 m Hab1 15.7 m Altura de columna de agua en el centro de las placas

b

a1.5

bi

ai3 Cociente entre dimensin mayor y menor de las placas

p a Hab p1 a Hab1 Presin hidrosttica en el centro de la plancha.

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Rev.: C

Tabla 2.1- Coeficientes k (DIN 19704)

apoyados4 lados

empotrados4 lados

y 3 empotrados1 lado apoyado

y 3 empotrados1 lado apoyado

1x 1y 1x 1y 4y 3x 1x 1y 4y 3x 1x 1y 2y 3x

28.7

39.6

48.7

55.8

61.0

67.7

71.3

16.614.430.930.913.713.728.7

18.421.440.333.913.518.830.1

18.127.145.534.312.222.129.9

16.530.848.834.310.923.928.9

15.533.849.934.39.524.727.8

13.336.650.034.38.025.025.8

12.037.450.034.37.525.024.411.337.550.034.27.525.022.5

36.032.814.216.632.836.0

44.834.112.920.847.242.5

47.334.111.423.256.546.5

48.934.110.124.663.246.5

50.034.29.025.068.347.0

50.034.28.025.073.247.0

50.034.27.625.074.047.150.034.27.525.075.047.2

1.0

1.25

1.5

1.75

2.0

2.5

3.08 75.0

b/a

a

b

a

b11x

1y1

1y

1x3

3y

3x

4

4y4x= 4y0.3

3x=0.3

a

b1

1y

1x

2

2y2x= 2y0.3

3

3y

3x

3x=0.3

a

b 1

1y

1x3

3y

3x

4

4y4x= 4y0.3

3x=0.3

De la Tabla 2.1, para el caso de mdulos con cuatro lados ''empotrados", se tiene lossiguientes coeficientes:

ba

1.5 ==> k1x 22.1 k1y 12.2 k4y 34.3 k3x 45.5

bi

ai3 ==> k1x1 25.0 k1y1 7.5 k4y1 34.3 k3x1 50.0

6.1.3 Clculo de Esfuerzos

Los esfuerzos en la placa son:

1xk1x

100

pa2

t2

59.1707 MPa () 1x1k1x1

100

p1ai

2

t2

17.0598 MPa ()

1yk1y

100p

a2

t2

32.6643 MPa () 1y1k1y1

100p1

ai2

t2

5.1179 MPa ()

4yk4y

100p

a2

t2

91.835 MPa () 4y1k4y1

100p1

ai2

t2

23.406 MPa ()

3xk3x

100p

a2

t2

121.822 MPa () 3x1k3x1

100p1

ai2

t2

34.1195 MPa ()

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Rev.: C

b

aFlujo1

4

3

H m

t

4y

4x

1y

3y1x

3x

De la Tabla 2.1 se obtiene tambien:

4x 0.3 4y 27.5505 MPa ()

3y 0.3 3x 36.5466 MPa ()

4x1 0.3 4y1 7.0218 MPa ()

3y1 0.3 3x1

10.2359 MPa ()

Figura2.1 - Placa de hoja de compuerta

Esfuerzo admisible en caso de esfuerzos biaxiales

adme 1.25 adm 254.4152 MPa Esfuerzo admisible en caso de esfuerzos biaxiales.

Verificacin por Esfuerzo Equ ivalente:

3e 3x2 3y2 3x 3y 3e 143.626 MPa


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Rev.: C

Flexin m xima en las placas

La flexin mxima de la plancha ocurre en el centro de la placa y est dado por:

fh p a

4

E t3

=

Donde:

0.0239 coeficiente de Timoshenko para valores de b/a prximo a 1.5

i 0.0284 coeficiente de Timoshenko para valores de b/a mayores de 2.0

fh

p a4

E t3

0.0539 cm

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