diseño de canales abiertos
Páginas: 6 (1325 palabras)
Publicado: 14 de mayo de 2014
TRAMO N°1
Para iniciar el diseño del canal, tenemos estos datos:
CAUDAL
Q(m3/s)
18
LONGITUD (m)
700
n concreto
0,013
n grama
0,049
Tenemos la pendiente de las paredes del canal y suponemos una pendiente del canal
Z
2
s
0,001
Iniciamos los cálculos para el diseño:
De la ecuación de Manning despejamos:
= 7,4
Con este término y suponiendo un ancho de canal b despejamosaquí:
b (m)
3,5
Con estos datos fuimos a la figura 6-1. Curvas para determinar la profundidad normal
= 0,4
Despejamos D que sería la profundidad de la sección de concreto
D = 0,4 * 3,5 m
D = 1,4 m
Con este dato y el b que se supuso podemos calcular la esbeltez del canal
= = 2,5
Como la esbeltez es menor de 4, se puede continuar con el diseño, sino tocaría recalcular.
Suponemosuna altura de la sección de grama d
Con este d, tenemos todos los datos para calcular el área y el perímetro del concreto, también el área y el perímetro de la grama así:
Ac = ( b + ZD ) D
Pc = b + 2D
Ag = ( B + Zd) d
Pg = 2d
Ac ()
8,820
Pc (m)
9,761
Ag
9,180
Pg (m)
3,801
Se suman las áreas y los perímetros:
At ()
18
Pt (m)
13,562
Se divide At ()/ Pt (m):
Rt (m)1,327
El caudal necesario para una frecuencia de 50 años (grama) seria:
Qt = 18 * 1,35
Qt = 24,3
Este será el caudal total que deberá manejar el canal
Para determinar el coeficiente de rugosidad de Manning en la sección concreto-grama se puede usar la siguiente ecuación:
nt =
nt = 0,028
Con estos datos ya podemos calcular el caudal que cumple nuestro diseño.
Q =
Q = 24,387
El caudaltotal que debe cumplir esta sección del canal es 24,3 y cumple un caudal de 24,387 por lo cual el diseño está bien, si no cumpliera el caudal tocaría modifica el d.
Todos los canales de aguas lluvias se diseñan con un borde libre, que en nuestro caso será igual a lo largo de todo el canal.
borde libre (m)
1
La altura total del canal Ht será:
Ht = 1,4+0,85+1 = 3,25 m
Con la ecuacióngeneral de Q = V*A podemos calcular la velocidad en la sección de concreto y en la sección completa
Vconcreto = = 2,041
Vseccioncompleta = 1,355
Calculamos el B para el número de FROUDE
B = b + ( 2 Z D) = 3,5 + (2 * 2 * 1,4) = 9,1 m
Calculamos el número de FROUDE para saber el tipo de flujo que tenemos, hallando primero H.
H = = = 1,978 m
NF = = = 0,463
Como el número de FROUDE esmenor que 1, se puede afirmar que tenemos un flujo SUBCRITICO.
TRAMO N°2
Para iniciar el diseño del canal, tenemos estos datos:
Qt2 (m3/s)
23,4
Q1
18
Qentrada
5,4
LONGITUD (m)
550
n concreto
0,013
n grama
0,049
Tenemos la pendiente de las paredes del canal y suponemos una pendiente del canal
Z
2
s
0,0015
Iniciamos los cálculos para el diseño:
De la ecuación deManning despejamos:
= 7,854
Con este término y suponiendo un ancho de canal b despejamos aquí:
b (m)
3,7
Con estos datos fuimos a la figura 6-1. Curvas para determinar la profundidad normal
= 0,38
Despejamos D que sería la profundidad de la sección de concreto
D = 0,38 * 3,7 m
D = 1,406 m
Con este dato y el b que se supuso podemos calcular la esbeltez del canal
= = 2,632
Como laesbeltez es menor de 4, se puede continuar con el diseño, sino tocaría recalcular.
Suponemos una altura de la sección de grama d
Con este d, tenemos todos los datos para calcular el área y el perímetro del concreto, también el área y el perímetro de la grama así:
Ac = ( b + ZD ) D
Pc = b + 2D
Ag = ( B + Zd) d
Pg = 2d
Ac ()
9,156
Pc (m)
9,988
Ag
9,754
Pg (m)
3,935
Se suman lasáreas y los perímetros:
At ()
18,91
Pt (m)
13,923
Se divide At ()/ Pt (m):
Rt (m)
1,358
El caudal necesario para una frecuencia de 50 años (grama) seria:
Qt = 23,4 * 1,35
Qt = 31,59
Este será el caudal total que deberá manejar el canal
Para determinar el coeficiente de rugosidad de Manning en la sección concreto-grama se puede usar la siguiente ecuación:
nt =
nt = 0,028...
Para iniciar el diseño del canal, tenemos estos datos:
CAUDAL
Q(m3/s)
18
LONGITUD (m)
700
n concreto
0,013
n grama
0,049
Tenemos la pendiente de las paredes del canal y suponemos una pendiente del canal
Z
2
s
0,001
Iniciamos los cálculos para el diseño:
De la ecuación de Manning despejamos:
= 7,4
Con este término y suponiendo un ancho de canal b despejamosaquí:
b (m)
3,5
Con estos datos fuimos a la figura 6-1. Curvas para determinar la profundidad normal
= 0,4
Despejamos D que sería la profundidad de la sección de concreto
D = 0,4 * 3,5 m
D = 1,4 m
Con este dato y el b que se supuso podemos calcular la esbeltez del canal
= = 2,5
Como la esbeltez es menor de 4, se puede continuar con el diseño, sino tocaría recalcular.
Suponemosuna altura de la sección de grama d
Con este d, tenemos todos los datos para calcular el área y el perímetro del concreto, también el área y el perímetro de la grama así:
Ac = ( b + ZD ) D
Pc = b + 2D
Ag = ( B + Zd) d
Pg = 2d
Ac ()
8,820
Pc (m)
9,761
Ag
9,180
Pg (m)
3,801
Se suman las áreas y los perímetros:
At ()
18
Pt (m)
13,562
Se divide At ()/ Pt (m):
Rt (m)1,327
El caudal necesario para una frecuencia de 50 años (grama) seria:
Qt = 18 * 1,35
Qt = 24,3
Este será el caudal total que deberá manejar el canal
Para determinar el coeficiente de rugosidad de Manning en la sección concreto-grama se puede usar la siguiente ecuación:
nt =
nt = 0,028
Con estos datos ya podemos calcular el caudal que cumple nuestro diseño.
Q =
Q = 24,387
El caudaltotal que debe cumplir esta sección del canal es 24,3 y cumple un caudal de 24,387 por lo cual el diseño está bien, si no cumpliera el caudal tocaría modifica el d.
Todos los canales de aguas lluvias se diseñan con un borde libre, que en nuestro caso será igual a lo largo de todo el canal.
borde libre (m)
1
La altura total del canal Ht será:
Ht = 1,4+0,85+1 = 3,25 m
Con la ecuacióngeneral de Q = V*A podemos calcular la velocidad en la sección de concreto y en la sección completa
Vconcreto = = 2,041
Vseccioncompleta = 1,355
Calculamos el B para el número de FROUDE
B = b + ( 2 Z D) = 3,5 + (2 * 2 * 1,4) = 9,1 m
Calculamos el número de FROUDE para saber el tipo de flujo que tenemos, hallando primero H.
H = = = 1,978 m
NF = = = 0,463
Como el número de FROUDE esmenor que 1, se puede afirmar que tenemos un flujo SUBCRITICO.
TRAMO N°2
Para iniciar el diseño del canal, tenemos estos datos:
Qt2 (m3/s)
23,4
Q1
18
Qentrada
5,4
LONGITUD (m)
550
n concreto
0,013
n grama
0,049
Tenemos la pendiente de las paredes del canal y suponemos una pendiente del canal
Z
2
s
0,0015
Iniciamos los cálculos para el diseño:
De la ecuación deManning despejamos:
= 7,854
Con este término y suponiendo un ancho de canal b despejamos aquí:
b (m)
3,7
Con estos datos fuimos a la figura 6-1. Curvas para determinar la profundidad normal
= 0,38
Despejamos D que sería la profundidad de la sección de concreto
D = 0,38 * 3,7 m
D = 1,406 m
Con este dato y el b que se supuso podemos calcular la esbeltez del canal
= = 2,632
Como laesbeltez es menor de 4, se puede continuar con el diseño, sino tocaría recalcular.
Suponemos una altura de la sección de grama d
Con este d, tenemos todos los datos para calcular el área y el perímetro del concreto, también el área y el perímetro de la grama así:
Ac = ( b + ZD ) D
Pc = b + 2D
Ag = ( B + Zd) d
Pg = 2d
Ac ()
9,156
Pc (m)
9,988
Ag
9,754
Pg (m)
3,935
Se suman lasáreas y los perímetros:
At ()
18,91
Pt (m)
13,923
Se divide At ()/ Pt (m):
Rt (m)
1,358
El caudal necesario para una frecuencia de 50 años (grama) seria:
Qt = 23,4 * 1,35
Qt = 31,59
Este será el caudal total que deberá manejar el canal
Para determinar el coeficiente de rugosidad de Manning en la sección concreto-grama se puede usar la siguiente ecuación:
nt =
nt = 0,028...
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