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Title: Optimización y análisis comparativo del comportamiento estructural de muros de albañilería armada en nivel bajo andén de las estaciones E-18 y E-19 de la Línea 2 del metro
OCDE field: https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00
Issue Date: 16-Nov-2024
Institution: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)
Abstract: El presente trabajo de suficiencia profesional desarrolla un análisis comparativo del comportamiento estructural de los muros de albañilería armada en las estaciones E-18 y E-19 de la Línea 2 del Metro de Lima. Estos muros cumplen una función crucial en infraestructuras de transporte, dado que deben soportar tanto las cargas muertas provenientes de la estructura como las cargas vivas generadas por el flujo constante de pasajeros y la operación continua de los trenes. La investigación está orientada a identificar las configuraciones estructurales óptimas para estos muros, garantizando su durabilidad y estabilidad en condiciones de alta demanda operativa. Se toman como antecedentes estudios previos que destacan el uso de muros de albañilería armada en sistemas de transporte urbano, pero que aún presentan una oportunidad de estudio específico bajo las condiciones particulares de carga en estas estaciones. En este contexto, el presente trabajo tiene como objetivos evaluar el comportamiento estructural de estos muros ante las distintas cargas, identificar configuraciones optimizadas en términos de resistencia y seguridad, y formular recomendaciones que permitan mejorar el diseño para futuros proyectos en el sistema de transporte urbano. En el desarrollo de la solución, se plantea un diseño específico para los muros de albañilería armada tipo P19, seleccionando su altura, espesor y materiales de construcción conforme a los estándares normativos. Este diseño considera refuerzos adicionales en las zonas de mayor esfuerzo, con el objetivo de asegurar el desempeño estructural bajo las cargas requeridas. Las simulaciones en ETABS permiten modelar el comportamiento de los muros ante las cargas actuantes y determinar los refuerzos necesarios. Asimismo, el proyecto presenta una optimización en la cuantía de acero utilizada, reduciendo la cantidad de refuerzo sin comprometer la seguridad estructural. Esta optimización resulta en una disminución de costos en materiales y mano de obra, contribuyendo a una mayor eficiencia en la ejecución del proyecto. La validación del diseño optimizado evidencia que este cumple con los requisitos normativos y estructurales. La comparación entre el diseño inicial y el diseño optimizado muestra que este último permite una reducción considerable en los costos, simplificando el armado y ejecución de los muros sin afectar su seguridad ni funcionalidad. El análisis de costos realizado respalda esta conclusión, demostrando la viabilidad económica de las mejoras propuestas. Finalmente, el estudio demuestra que los muros de albañilería armada, diseñados y reforzados conforme a los estándares técnicos y simulaciones estructurales, representan una solución efectiva y eficiente para las estaciones de metro sometidas a altas demandas de carga. Se recomienda que los hallazgos obtenidos en esta investigación se apliquen en futuros proyectos de infraestructura urbana, con el fin de promover construcciones seguras, eficientes y sostenibles.

The present professional sufficiency project develops a comparative analysis of the structural behavior of reinforced masonry walls in stations E-18 and E-19 of Lima Metro’s Line 2. These walls play a crucial role in transportation infrastructure as they must support both the dead loads from the structure and the live loads generated by the constant flow of passengers and the continuous operation of trains. This research is oriented toward identifying the optimal structural configurations for these walls, ensuring their durability and stability under high operational demand conditions. Previous studies highlighting the use of reinforced masonry walls in urban transportation systems are considered as background, yet there remains an opportunity for specific study under the unique loading conditions in these stations. In this context, the present work aims to evaluate the structural behavior of these walls under different loads, identify optimized configurations in terms of strength and safety, and formulate recommendations to improve the design for future projects in urban transportation systems. In developing the solution, a specific design is proposed for the P19-type reinforced masonry walls, selecting their height, thickness, and construction materials in compliance with regulatory standards. This design includes additional reinforcements in high-stress areas to ensure structural performance under the required loads. ETABS simulations allow the modeling of the walls' behavior under acting loads and the determination of necessary reinforcements. Additionally, the project presents an optimization of the steel quantity used, reducing reinforcement without compromising structural safety. This optimization results in decreased costs for materials and labor, contributing to greater efficiency in project execution. The validation of the optimized design shows that it meets regulatory and structural requirements. The comparison between the initial design and the optimized design demonstrates that the latter allows a considerable cost reduction, simplifying the assembly and execution of the walls without affecting their safety or functionality. The cost analysis conducted supports this conclusion, demonstrating the economic feasibility of the proposed improvements. Finally, the study demonstrates that reinforced masonry walls, designed and reinforced according to technical standards and structural simulations, represent an effective and efficient solution for metro stations under high load demands. It is recommended that the findings obtained in this research be applied in future urban infrastructure projects to promote safe, efficient, and sustainable constructions.
Discipline: Ingeniería Civil
Grade or title grantor: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC). Facultad de Ingeniería
Grade or title: Ingeniero Civil
Juror: Serrano Lazo, Malena Alessandra; Anza Moreau, Cesar Augusto
Register date: 10-Dec-2024



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