presas fuerzas actuantes

5.3 Estabilidad de cortinas tipo gravedad

Son cortinas hechas de concreto masivo, es decir no llevan acero de refuerzo, por lo tanto, su componente fundamental es el peso propio, el cual será casi la única fuerza que se opondrá al resto de fuerzas que actúan sobre la cortina.

Por lo mencionado, el diseño y análisis de una cortina gravedad empieza con una seccióntriangular, que luego se va modificando de acuerdo al análisis de estabilidad que se hace para ella,
ver Figura 5.4







0.65 - 0.85

1
0.65 - 0.85

1
0.65 - 0.85

1



0.05 - 1
1



B B B´

DISEÑO INICIALDISEÑO MODIFICADO DISEÑO MODIFICADO


a) b) c)

Figura 5.4 Cortina elemental triangular sin y con modificaciones


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5.4.1 Análisis de fuerzas actuantes

En corte longitudinal la pared o paramento aguas arriba es vertical o tiene una pequeña
pendiente y la cara aguas abajo tiene una pendiente bastante fuerte (α>45°)













talón pie


Figura 5.4. 1 a) Cortina gravedad, indicando sus elementos

Las fuerzas queactúan en este tipo de cortinas son, (las cuales también se encuentran presentes en los otros tipos de cortinas), ver figura 5.4.1 b)


a y

Fv

H5l

x


Wl
FQw H3
H1


FH1
Fva



3*H1

H4
azolve
Fha

H2 FH2

1/3 * H2


B


H2



H1

Rv RS





Figura 5.4.1 b) Fuerzas actuantes sobre una cortina tipo gravedad


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5.4.1.1 Empuje hidrostático

Debido al tirante de agua aguas arriba y también, si es el caso, al de aguas abajo, el nivel del agua en el vaso de almacenamiento, Puede ser el NAME, NAMO, NAMINO o cualquier otro, ejerce un empuje sobre la cortina . Se calcula con la ecuacióngeneral siguiente

FH= γAZG (5.4.1.1 a)

donde

γ peso específico del agua

A área de la sección donde se desea calcular el empuje (normal al flujo)

ZG profundidadmedida desde el centro de gravedad de la sección hasta la superficie libre del agua y se mide verticalmente.

Por ejemplo, la componente horizontal es igual a:


FH1 = γH1 b
H 1 = γb
2
H 1 2
2

(5.4.1.1 b)


donde

b es el ancho de la sección

Si existe tirante de agua en el paramento aguas abajo


FH2 = γH2 b
H 2 = γb
2
H 2 2
2

(5.4.1.1 c)


Ambasfuerzas también se pueden calcular con el concepto de prisma de presión y están

actuando y tomando en cuenta la ley hidrostática, ella estará aplicada a respectivamente.

La componente vertical (principio de Arquímedes) es igual a:
1
3 H1 y a
1
3 H2 ,


F = γ∀(5.4.1.1 c)
donde
∀ volumen del líquido desalojado (m3)


F = γ H 1 +H 3
2
ab (5.4.1.1 d)


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1. Peso propio

Es el peso de la cortina es igual a:
W = γm ∀...