CÁRCAMO DE BOMBEO Cárcamo de Bombeo.-

Transcripción

1 Guadalajara Jal. 1 de Octubre de Dr. Gualberto Limón Macías. P R E S E N T E En atención a la solicitud de AyMA, Ingeniería y Consultoría S.A. de C.V., se procedió al diseño estructural del Proyecto Ejecutivo de la Estación de Bombeo No. 42 de la ciudad de Matamoros, Tamaulipas. Dicho diseño se llevó a cabo con el apoyo de un programa de cálculo estructural que realiza los análisis por medio de elementos finitos. Para este diseño se contó con el apoyo de principalmente dos reglamentos: A.C.I. 318 Reglamento para las construcciones de concreto estructural y el A.C.I. 350 Estructuras sanitarias de concreto para el mejoramiento del ambiente. Para cuestiones de sismo se utilizó el Manual de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad, el tomo de Diseño por Sismo. CÁRCAMO DE BOMBEO Cárcamo de Bombeo.- En este proyectos, a solicitud del Dr. Gualberto Limón Macías se realizó el diseño de dicha instalación apegándonos a los reglamentos antes mencionados. Cabe mencionar que las condiciones del terreno nos marcan pautas para el dimensionamiento de dicha estructura para contrarrestar la flotación de la estructura por el nivel de aguas freáticas (NAF) el cual se encuentra a 1.10m de profundidad de acuerdo al estudio de Mecánica de Suelos proporcionado.

2 Dentro de los lineamientos generales para el diseño de dicha instalación, se revisaron los siguientes puntos: Región Sísmica CFE: A, Tipo Suelo: II, Coeficiente Sísmico: Capacidad del Terreno a 8m: 18 Ton/m² Concreto de f c 250kg/cm² con revenimiento bajo (8 cms), lo que representa una relación agua-cemento menor y un tamaño de agregados gruesos mayor. Por consiguiente el proceso de secado o fraguado seria menos intenso en lo referente a contracciones; adicionalmente se sugiere el uso de fibras de polipropileno, las cuales restringirían las contracciones aun existentes. Acero de refuerzo de alta resistencia con un esfuerzo de fluencia fy de 4,200 kg/cm². Flotación: Se utilizaron muros de espesores de 80 centímetros y losas base de 80 centímetros de espesor con alerón de 80 centímetros. Cabe mencionar que la altura de dichos muros es de metros. Se buscó que el peso muerto de la estructura fuera 1.5 veces mayor a la supresión causada por el NAF. El A.C.I. 350, en el punto 2.5 de consideraciones estructurales señala que: Los muros que soportan tanto las cargas interiores de agua como cargas exteriores de tierra deben ser diseñados para soportar tanto el efecto total de la presión interior del agua como el efecto total de la presión exterior máxima de tierra, sin considerar que una carga podría minimizar el efecto de la otra. El A.C.I. 350 señala que El refuerzo mínimo por temperatura y contracción debe ser de varillas del # 4; la separación máxima

3 debe ser de 30 cm. centro a centro en cada cara. Por tal motivo, se recomienda que el diámetro de varilla a utilizar en cualquier armado sea mínimo del # 4. Parámetro z, que limita la distribución y separación del acero de refuerzo para flexión debe ser menor a 20,537 Kg/cm. Dicho parámetro previene el agrietamiento en el concreto. Se recomienda utilizar diámetros de varillas menores en mayor cantidad a varillas de diámetros mayores en menor cantidad. Por éste motivo, en el presente diseño el diámetro de varilla mayor es del número 5. Cabe mencionar que el valor del Parámetro z utilizado fue de aproximadamente 16,000 Kg/cm. Se anexan también los archivos de análisis los cuales se detallan a continuación: Carcamo global.std. Archivo de diseño del cárcamo. Se anexa el archivo de resultados, con terminación *.Anl, el cual puede observarse con un editor de texto como Word. UNIDAD DE PRETRATAMIENTO Unidad de Pretratamiento: Dicha instalación se diseñó a base de marcos rígidos sismo-resistentes de concreto. Cabe mencionar que la instalación se encuentra en la región sísmica de menor peligro de la república mexicana, pero debido a la masa y altura de aproximadamente 5.00 metros la fuerza sísmica afecta el diseño. Dichos marcos rígidos se diseñaron con trabes peraltadas que nos sirvieron como muros de la instalación de pretratamiento para dirigir el líquido. Dentro de los lineamientos generales para el diseño de dicha instalación, se revisaron los siguientes puntos:

4 Región Sísmica CFE: A, Tipo Suelo: II, Coeficiente Sísmico: 0.16, Q=4.0, Factor de Regularidad = 0.8. Capacidad del Terreno a 2m: 6 Ton/m², asentamiento permisible: 3.5 centímetros Concreto de f c 250kg/cm² con revenimiento bajo (8 cms), lo que representa una relación agua-cemento menor y un tamaño de agregados gruesos mayor. Por consiguiente el proceso de secado o fraguado seria menos intenso en lo referente a contracciones; adicionalmente se sugiere el uso de fibras de polipropileno, las cuales restringirían las contracciones aun existentes. Acero de refuerzo de alta resistencia con un esfuerzo de fluencia fy de 4,200 kg/cm². En las trabes de marco que están en contacto con el agua, se coloca un acero de piel igual al mínimo por contracción y temperatura marcado en el A.C.I. 350 de 0.003bh. Losa llena de 20cm de espesor con factores de diseño de 1.7 * 1.3 de durabilidad, con especificaciones A.C.I. 350 en lo referente a cuantías de acero. En esta unidad, se realizaron cuatro archivos para el diseño estructural. Cimentación.std para las descargas de la estructura. En este archivo se utilizan combinaciones de carga en servicio de la estructura. Desp.std para verificar los desplazamientos de la estructura ante fuerzas accidentales como sismo. En este archivo se

5 utilizan combinaciones de carga en servicio, con el sismo sin factor Q. Modelo.std para el diseño de elementos como trabes y columnas. En este archivo se utilizan combinaciones de carga factorizadas. Contratrabes.std para el diseño de contratrabes. En este archivo se utilizan combinaciones de carga factorizadas. De igual forma, se anexan los archivos de resultados, los cuales llevan el mismo nombre, solo con extensión de archivo de *.anl, los cuales pueden abrirse con cualquier editor de texto como Word. Se anexan también archivos electrónicos de los planos estructurales en Autocad, así como imágenes de las secciónes del Cárcamo de Bombeo. De igual manera se anexan hojas de cálculo.