Conceptos Básicos de Concreto Reforzado PDF

Generalidades y especificaciones del concreto reforzado Como futuros arquitectos, es crucial que ustedes comprendan a fondo los principios fundamentales de este material de construcción tan versátil y ampliamente utilizado. A continuación, exploraremos los antecedentes históricos, las propieda...

Generalidades y especificaciones del concreto reforzado Como futuros arquitectos, es crucial que ustedes comprendan a fondo los principios fundamentales de este material de construcción tan versátil y ampliamente utilizado. A continuación, exploraremos los antecedentes históricos, las propiedades físico-mecánicas, los criterios de diseño y las características del acero de refuerzo, brindándoles una base sólida para aplicar este conocimiento en sus futuros proyectos de diseño y construcción. Antecedentes históricos del concreto reforzado Inicios del concreto Concreto en la Arquitectura Moderna El uso del concreto como material de En el siglo XX, arquitectos visionarios como Le construcción se remonta a la antigua Roma, Corbusier y Frank Lloyd Wright adoptaron el donde se utilizaba una mezcla de cal, arena y concreto reforzado como un material clave para sus piedra triturada. Este material fue fundamental diseños innovadores. Esto permitió el desarrollo de en la construcción de estructuras emblemáticas la Arquitectura Moderna, con sus formas fluidas, como el Panteón y los acueductos romanos. espacios abiertos y estructuras audaces. 1 2 3 Nacimiento del concreto reforzado A mediados del siglo XIX, Joseph Monier introdujo el concepto de reforzar el concreto con barras de hierro, dando origen al concreto armado. Esta innovación revolucionó la construcción, permitiendo la creación de estructuras más resistentes y de mayor envergadura.  Propiedades físico-mecánicas del concreto reforzado Propiedades Físicas Propiedades Mecánicas Análisis de Casos El concreto reforzado se Quizás la cualidad más Para comprender mejor la caracteriza por una serie importante del concreto importancia de estas de propiedades físicas que reforzado son sus propiedades propiedades físico- lo hacen ideal para la mecánicas. Destacan su mecánicas, analizaremos construcción. Esto incluye excelente resistencia a la casos reales de proyectos su alta densidad, baja compresión, tracción y arquitectónicos que han conductividad térmica y flexión, lo que lo convierte en aprovechado al máximo las resistencia a la intemperie. un material fundamental para características del concreto Estas características lo el diseño de estructuras reforzado, como el Museo convierten en un material seguras y estables. Proyectos Guggenheim de Frank Lloyd de gran durabilidad y emblemáticos como el Palacio Wright en Estados Unidos y versatilidad, permitiendo de las Artes de Óscar el Muelle de las Flores de su uso en una amplia gama Niemeyer en Brasil son un Santiago Calatrava en de aplicaciones claro ejemplo de la fortaleza España. arquitectónicas. del concreto reforzado.  Diseño de estructuras de concreto reforzado por Estados Límite 1 Seguridad estructural El diseño por Estados Límite es fundamental para garantizar la seguridad de las estructuras de concreto reforzado. Este método se centra en evitar la falla o el colapso de la estructura, asegurando que pueda soportar las cargas y esfuerzos a los que será sometida durante su vida útil. 2 Funcionalidad y durabilidad Además de la seguridad, el diseño por Estados Límite también busca asegurar la funcionalidad y durabilidad de las estructuras. Esto implica controlar fenómenos como la fisuración, la deformación excesiva y la corrosión del acero de refuerzo, garantizando el buen desempeño de la edificación a lo largo del tiempo. 3 Normativa y reglamentos Los criterios de diseño por Estados Límite se basan en las normas y reglamentos vigentes, como el Reglamento ACI 318 y las Normas Técnicas Complementarias (NTC) en México. Estos documentos establecen los lineamientos y procedimientos que deben seguirse para el cálculo y diseño de estructuras de concreto reforzado. Características del acero de refuerzo Diámetro y Rugosidad Las barras de acero utilizadas en el concreto reforzado se caracterizan por tener diferentes diámetros y grados de rugosidad superficial. Estas propiedades físicas influyen directamente en la adherencia entre el concreto y el acero, afectando la capacidad de transferencia de esfuerzos. Resistencia Mecánica El acero de refuerzo debe cumplir con estrictos requisitos de resistencia a la tracción y límite elástico. Estos valores de resistencia mecánica determinan la capacidad del acero para soportar los esfuerzos de tensión a los que será sometido en la estructura de concreto. Resistencia a la Corrosión Dado que el acero se encuentra embebido en el concreto, es crucial que tenga una alta resistencia a la corrosión. De esta manera, se asegura la durabilidad y el desempeño a largo plazo de la estructura de concreto reforzado. Recubrimiento El acero de refuerzo debe contar con un adecuado recubrimiento de concreto para protegerlo de la corrosión y garantizar la transferencia de esfuerzos entre ambos materiales.  Aplicaciones y casos de éxito del concreto reforzado Diseños Arquitectónicos Obras de Infraestructura a Proyectos de Menor Escala Emblemáticos Gran Escala Pero el concreto reforzado no se El concreto reforzado ha permitido a Más allá de la arquitectura, el limita solo a los grandes hitos los arquitectos más innovadores concreto reforzado también ha sido arquitectónicos. También se utiliza crear estructuras de formas únicas y esencial para la construcción de ampliamente en proyectos de audaces, como el Museo impresionantes obras de menor escala, como viviendas, Guggenheim de Bilbao, diseñado infraestructura, como puentes, edificios comerciales y otros tipos por Frank Gehry, y la Ópera de presas y viaductos. Proyectos como de construcciones. En estos casos, el Sydney, obra maestra de Jørn Utzon. el Puente de la Bahía de Jiaozhou en concreto armado permite lograr Estas edificaciones icónicas China y el Viaducto de Millau en estructuras sólidas, seguras y de demuestran el gran potencial Francia son ejemplos de la fortaleza larga durabilidad, adaptándose a las expresivo y la versatilidad del y la capacidad de este material para necesidades y desafíos de cada concreto como material de soportar cargas y esfuerzos proyecto. construcción. extraordinarios.  Criterios de Diseño por Estados Límite Identificación de Estados Límite El primer paso en el diseño por Estados Límite es identificar los posibles estados de falla o colapso que puede sufrir la estructura, ya sea por exceso de carga, deformación o agotamiento de la capacidad resistente. Determinación de Acciones Una vez identificados los Estados Límite, se deben determinar las acciones y cargas a las que estará sometida la estructura, como el peso propio, sobrecargas, viento, sismo, etc. Cálculo de Resistencia Posteriormente, se calcula la resistencia de los elementos estructurales de concreto reforzado, considerando sus propiedades físico-mecánicas y las características del acero de refuerzo. Verificación de Seguridad Finalmente, se verifica que la resistencia de la estructura sea mayor o igual a las acciones a las que estará sometida, asegurando así la seguridad y funcionalidad de la edificación. Consideraciones Especiales en el Diseño Durabilidad y Mantenimiento Debido a su exposición a diversos agentes ambientales, es crucial considerar la durabilidad y el mantenimiento del concreto reforzado en el diseño. Esto implica prestar especial atención a la protección contra la corrosión, la fisuración y el desgaste de los materiales. Impacto Ambiental Cada vez más, los arquitectos y constructores deben considerar el impacto ambiental de los materiales utilizados. En este sentido, el concreto reforzado ofrece ventajas como su alta inercia térmica, que contribuye al ahorro energético, y su potencial de reciclaje. Prefabricación y Modulación La prefabricación y modulación de elementos de concreto reforzado pueden mejorar la eficiencia constructiva, reducir tiempos de obra y garantizar una mayor calidad. Estas técnicas son cada vez más aplicadas en proyectos de vivienda, oficinas y otros usos. Innovación Tecnológica La industria del concreto reforzado está en constante evolución, con el desarrollo de nuevas tecnologías y materiales complementarios, como aditivos, fibras y sensores. Estos avances permiten optimizar aún más el desempeño y las características del concreto armado.  El papel del Arquitecto en el diseño de concreto reforzado Integración del Diseño Conocimiento Técnico Innovación y Creatividad Como arquitectos, deben Si bien no es necesario que Más allá del conocimiento ser capaces de integrar las los arquitectos seamos técnico, los arquitectos consideraciones expertos en cálculo también tenemos la estructurales del concreto estructural, es fundamental responsabilidad de explorar reforzado en nuestro que tengamos un sólido el potencial expresivo y proceso de diseño. Esto conocimiento de las creativo del concreto implica trabajar en estrecha propiedades y reforzado. Mediante el uso colaboración con los características del concreto innovador de este material, ingenieros estructurales reforzado. Esto nos podemos generar diseños para lograr soluciones permitirá tomar decisiones arquitectónicos únicos, que coherentes y eficientes que informadas durante el trasciendan lo meramente cumplan con los requisitos diseño y comunicarnos funcional y aporten valor de seguridad, funcionalidad efectivamente con los estético a nuestras obras. y estética. demás profesionales involucrados.  Resumen y Conclusiones 1 Importancia del concreto reforzado El concreto reforzado es un material fundamental en la construcción y el diseño arquitectónico contemporáneo. Su versatilidad, resistencia y durabilidad lo convierten en una herramienta indispensable para materializar las visiones más audaces de los arquitectos. 2 Conocimiento integral Para aprovechar al máximo el potencial del concreto reforzado, es crucial que los arquitectos adquiramos un conocimiento integral de sus propiedades, características y criterios de diseño. Esto nos permitirá tomar decisiones informadas y colaborar eficazmente con los ingenieros estructurales. 3 Retos y oportunidades Si bien el concreto reforzado presenta algunos retos, como la necesidad de considerar la durabilidad y el impacto ambiental, también ofrece numerosas oportunidades de innovación y creatividad. Los arquitectos debemos abrazar estos desafíos para generar diseños estructuralmente sólidos, sostenibles y estéticamente relevantes. Conceptos Básicos del Concreto El concreto es un material de construcción fundamental que se crea al combinar agua, cemento Portland y agregados como gravas y arenas. Este compuesto, aunque no se encuentra en la naturaleza, ofrece una amplia gama de propiedades y ventajas que lo convierten en un material esencial para la construcción moderna. Mediante una cuidadosa selección de sus ingredientes y el uso de aditivos especializados, el concreto puede adaptarse a una variedad de necesidades y desafíos de la industria de la construcción. Componentes del Concreto Cemento Portland Agua Agregados El cemento Portland, El agua se combina con el Los agregados, que pueden compuesto principalmente cemento para iniciar el ser gravas, arenas u otros por sílice, alúmina, óxido de proceso de hidratación, que es materiales triturados, calcio y óxidos de hierro, es el crucial para que el concreto constituyen entre el 60-80% ingrediente principal que fragüe y endurezca. La del volumen total del proporciona la resistencia y cantidad de agua utilizada concreto. Estos agregados cohesión al concreto. La afecta directamente la mejoran la resistencia, la composición exacta del trabajabilidad y la resistencia durabilidad y la estabilidad cemento determina sus final del concreto. dimensional del concreto. propiedades específicas, como la velocidad de fraguado y la resistencia final. Componentes del Concreto Propiedades Físicas del Concreto 1 Permeabilidad 2 Contracción al Secado El concreto tiene un índice La contracción al secado del de permeabilidad muy bajo, concreto suele estar en el alrededor de 1x10-10cm/s, rango de 4 a 8x10-4, lo que lo que lo convierte en un significa que el concreto se material resistente al paso encoge ligeramente a del agua y otros fluidos. medida que se seca. 3 Expansión Térmica 4 Peso Volumétrico El coeficiente de expansión El peso volumétrico del térmica del concreto varía concreto oscila entre 2200 entre 0.000008 y 0.000012 kg/m³ y 2,400 kg/m³, por grado Celsius, lo que dependiendo de los indica su capacidad de materiales utilizados en su expandirse y contraerse con elaboración. cambios de temperatura.  Trabajabilidad y Revenimiento Revenimiento Curado El revenimiento es la medida de la fluidez o movilidad El curado es el proceso que mantiene al concreto protegido relativa de la mezcla de concreto fresco. durante su fraguado, brindándole un ambiente de humedad Esta prueba no mide el contenido de agua ni la apropiado que asegura su hidratación. trabajabilidad, sino que proporciona una indicación de la Esto produce un concreto menos permeable, con mayor consistencia del concreto. resistencia y calidad, y evita el agrietamiento. 1 2 3 Trabajabilidad La trabajabilidad del concreto es la habilidad de la mezcla para llenar los moldes adecuadamente y producir las formas deseadas sin perder sus cualidades. Esto se logra mediante la adecuada proporción de agua-cemento y el uso de agregados de tamaños y formas convenientes. Trabajabilidad y Revenimiento Trabajabilidad y Revenimiento Trabajabilidad y Revenimiento Ventajas del Concreto Premezclado Calidad Controlada Producción Rápida El concreto premezclado se Las plantas de concreto produce en plantas con premezclado pueden producir controles automáticos, entre 40 y 80 m³ por hora, equipos sofisticados y asegurando un suministro métodos consistentes, lo que continuo y una colocación garantiza una alta calidad y un rápida en la obra. control estricto sobre las materias primas y el proceso de producción. Eficiencia y Sostenibilidad El concreto premezclado reduce los desperdicios, los Mayor Durabilidad consumos de combustibles y la El concreto premezclado contaminación ambiental, produce estructuras más además de disminuir la duraderas, lo que se traduce dependencia de mano de obra en ahorros en el ciclo de vida intensiva. de las obras. Otras Ventajas del Concreto Premezclado Ahorro Energético Aislamiento Acústico Diseño Estructural Productividad El concreto premezclado Gracias a sus propiedades, El concreto premezclado La alta trabajabilidad del sirve como un material el concreto premezclado permite diseños concreto premezclado facilita aislante térmico, lo que se también actúa como un estructurales más eficientes su colocación y reduce los traduce en un ahorro de aislante acústico, al reducir las cargas muertas tiempos, aumentando la energía y, por lo tanto, en mejorando el confort de de las estructuras, lo que se productividad en las obras. un ahorro económico. los espacios. traduce en ahorros económicos.  Tipos de Concreto Premezclado Concreto Normal Concreto de Alta Resistencia Concreto Autocompactante El concreto normal es el tipo más El concreto de alta resistencia El concreto autocompactante es común y se utiliza para una se utiliza en aplicaciones que una innovación que no requiere amplia variedad de aplicaciones, requieren una resistencia a la vibración para asentarse, lo que desde cimentaciones hasta compresión superior a la del facilita y acelera su colocación, estructuras de hormigón concreto normal. Esto se logra especialmente en áreas armado. Ofrece una resistencia y mediante la optimización de la congestionadas o de difícil durabilidad adecuadas para la mezcla y el uso de aditivos acceso. mayoría de los proyectos de especiales. construcción. Usos del Concreto Premezclado Cimentaciones El concreto premezclado se utiliza ampliamente en la construcción de cimentaciones, proporcionando una base sólida y duradera para todo tipo de estructuras. Estructuras El concreto premezclado es el material de elección para la construcción de estructuras de hormigón armado, como edificios, puentes y otras obras de infraestructura. Acabados Además de los usos estructurales, el concreto premezclado también se emplea en la creación de pisos, aceras, bordillos y otros elementos de acabado. Innovaciones en el Concreto Premezclado Concreto Inteligente Concreto Sostenible Impresión 3D de Concreto El concreto inteligente incorpora El desarrollo de concretos La impresión 3D de concreto está sensores y tecnologías avanzadas sostenibles, que incorporan revolucionando la construcción, que permiten monitorear en materiales reciclados o fibras permitiendo la creación de formas tiempo real las condiciones del naturales, ha permitido reducir el y diseños complejos que serían material, como temperatura, impacto ambiental del concreto al difíciles o imposibles de lograr con humedad y tensiones, mejorando tiempo que se mantienen sus los métodos tradicionales. la seguridad y el mantenimiento propiedades y desempeño. de las estructuras.  En resumen 1 Versatilidad del Concreto 2 Importancia del Concreto 3 Futuro Prometedor Premezclado El concreto es un material de El concreto premezclado, con Las continuas innovaciones en el construcción excepcional que sus procesos de control de campo del concreto, como los ofrece una amplia gama de calidad y producción eficiente, concretos inteligentes y propiedades y posibilidades, ha sido clave para mejorar la sostenibles, así como la impresión desde su alta resistencia hasta calidad, la sostenibilidad y la 3D, abren nuevas posibilidades y sus características aislantes, lo productividad en la industria de perspectivas emocionantes para el que lo convierte en una elección la construcción, convirtiéndose desarrollo de la construcción y la indispensable para una gran en una solución fundamental arquitectura en los próximos años. variedad de proyectos. para atender las necesidades del sector. Elementos Estructurales de Concreto Armado  Tipos de Estructuras de Concreto Sistema Aporticado Sistema Dual Está compuesto por vigas y Sistema mixto de pórticos columnas. Suelen disponer de reforzados por muros de carga o una serie de pórticos, en un diagonales de arriostramiento. mismo sentido, sobre los cuales se coloca un forjado. Muros Estructurales Sistema de resistencia sísmica en la que los muros acaparan el 70% de la fuerza cortante de la base. Puede haber pórticos si se quiere lograr una estructura mucho más resistente. Usos del Concreto Estructuras Simples Estructuras Reforzadas Se suelen utilizar en Acompañadas de una túneles y puentes. varilla de acero para reducir el encogimiento del concreto. Se usan para la construcción de columnas y vigas. Estructuras Porosas Estructuras Antibacterianas Se encuentran en Edificaciones de estacionamientos y aquellos lugares que orillas de albercas. requieren de elevados niveles de higiene. Elementos Estructurales Clave 1 Columnas Elementos estructurales verticales que tienen que tener la capacidad de soportar pesos muy grandes. Pueden ser de tabique, concreto armado o reforzadas. 2 Vigas Elemento horizontal que funciona como apoyo en una edificación. Pueden ser de riostra, carga y amarre. 3 Losas Macizas o planas, tienen como misión principal reforzar la estructura de concreto. Concreto Reforzado 1 Reducción de 2 Mayor Resistencia Encogimiento La combinación de El concreto reforzado concreto y acero crea con varillas de acero una estructura mucho ayuda a reducir el más resistente a encogimiento del cargas y esfuerzos. material. 3 Versatilidad de Diseño Permite crear una amplia variedad de formas y diseños estructurales complejos. Concreto Poroso Drenaje Efectivo Reducción de Escorrentía Aplicaciones Versátiles El concreto poroso permite un Al permitir que el agua se filtre Además de estacionamientos, drenaje efectivo del agua, a través, el concreto poroso el concreto poroso se utiliza en evitando la acumulación en ayuda a reducir la escorrentía y diseños de paisajismo y áreas superficies como la contaminación del agua. exteriores. estacionamientos y áreas exteriores.  Concreto Antibacteriano Entornos Sanitarios Propiedades Antimicrobianas Seguridad y Salud El concreto antibacteriano se Estos concretos están Ayuda a mantener entornos utiliza en edificios que diseñados para inhibir el más limpios y saludables, requieren altos niveles de crecimiento de bacterias y reduciendo el riesgo de higiene, como hospitales y microorganismos. infecciones. laboratorios. Concreto en Puentes y Túneles Resistencia a Cargas El concreto proporciona la fortaleza necesaria para soportar las cargas pesadas en puentes y túneles. Durabilidad Es un material resistente a la intemperie y a los agentes ambientales, lo que lo hace ideal para este tipo de estructuras. Facilidad de Construcción El concreto permite una construcción más sencilla y rápida en comparación con otros materiales. Concreto en Edificios Resistencia a Sismos El concreto armado es altamente resistente a los movimientos sísmicos, lo que lo convierte en un material ideal para la construcción de edificios. Flexibilidad de Diseño Permite crear una amplia variedad de formas y diseños arquitectónicos, brindando a los arquitectos mayor libertad creativa. Durabilidad a Largo Plazo Con un mantenimiento adecuado, las estructuras de concreto pueden tener una vida útil muy prolongada. Conclusión Versatilidad del Concreto Importancia de los Elementos Estructurales El concreto es un material de construcción versátil que se Los elementos clave como adapta a una amplia gama columnas, vigas y losas son de aplicaciones, desde fundamentales para estructuras simples hasta garantizar la resistencia y edificios de gran estabilidad de las estructuras complejidad. de concreto. Evolución del Concreto A lo largo del tiempo, el concreto ha evolucionado para satisfacer nuevas necesidades, como la resistencia sísmica, la durabilidad y la higiene. Criterios Básicos de Diseño por Estados Límite de Estructuras de Concreto El diseño de estructuras de concreto se fundamenta en la necesidad de garantizar la seguridad y funcionalidad a lo largo de su vida útil. Para ello, se utilizan criterios de diseño que consideran los estados límite, que son condiciones que definen el comportamiento aceptable de una estructura bajo diversas acciones. Aquí se abordarán los conceptos teóricos fundamentales relacionados con los estados límite de las estructuras de concreto, así como los reglamentos aplicables en México. Criterios Básicos para el Diseño La mayoría de los reglamentos de construcción actuales, como las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto (NTC-C, 2020), establecen disposiciones para el diseño de estructuras basadas en el concepto de Estados Límite. Se consideran dos categorías de estados límite: los de falla y los de servicio. Los Estados Limite de Falla corresponden al agotamiento definitivo de la capacidad de carga de la estructura o de cualquiera de sus miembros, o al hecho de que la estructura, sin agotar su capacidad de carga, sufra daños irreversibles que afecten su resistencia ante nuevas aplicaciones de carga. Los Estados Límite de Servicio tienen lugar cuando la estructura llega a estados de deformaciones, agrietamientos, vibraciones o daños que afecten su correcto funcionamiento, pero no su capacidad para soportar cargas. Conceptos Fundamentales de Estados Límite Los estados límite son condiciones que, si se alcanzan, pueden comprometer la seguridad o la funcionalidad de una estructura. Se dividen en dos categorías principales: Estado Límite Último (ELU) o también llamado Estado Límite de Falla (ELF) y Estado Límite de Servicio (ELS). Cada uno de estos estados tiene un propósito específico en el diseño estructural. Estado Límite Último o de Falla Estado Límite de Servicio (ELU) o (ELF) (ELS) El ELU o ELF se refiere a la condición en El ELS se enfocan en la funcionalidad la que una estructura o uno de sus adecuada y durabilidad de la estructura elementos no puede soportar las cargas bajo condiciones normales de uso. Este aplicadas, resultando en el colapso o estado se evalúa para asegurar que la una falla estructural. Este estado se estructura cumpla con los requisitos de relaciona con la seguridad de la servicio, que incluyen: deflexiones, estructura y se evalúa considerando fisuración (agrietamiento) y vibraciones. factores como la carga máxima, el colapso estructural y la estabilidad. Se aplica a diferentes tipos de fallas. Estado Límite Último (ELU) o Estado Límite de Falla (ELF) El ELU o ELF se relaciona con la seguridad de la estructura y se evalúa considerando diferentes tipos de fallas: fallas por flexión, fallas por cortante, fallas por pandeo y fallas por fatiga. 1 Fallas por Flexión 2 Fallas por Cortante Ocurren cuando los Se presentan cuando las momentos flectores superan fuerzas cortantes exceden la la capacidad de resistencia del resistencia del concreto o del material. acero de refuerzo. 3 Fallas por Pandeo 4 Fallas por Fatiga Afectan principalmente a Resultan de la acumulación de elementos esbeltos, como daños por cargas cíclicas a lo columnas, que pueden largo del tiempo. colapsar por inestabilidad. Evaluación del ELU La evaluación del ELU implica el uso de coeficientes de seguridad y la consideración de las cargas máximas esperadas durante la vida útil de la estructura, así como de los efectos de las condiciones ambientales. Coeficientes de Seguridad Efectos de las Condiciones Ambientales Se aplican para aumentar la resistencia de la estructura y Se toman en cuenta los efectos del clima, la temperatura y la compensar las incertidumbres en las cargas y la resistencia del humedad, que pueden afectar la resistencia del concreto. material. 1 2 3 Cargas Máximas Esperadas Se consideran las cargas máximas que la estructura podría soportar durante su vida útil, incluyendo cargas muertas, cargas vivas y cargas sísmicas. Estado Límite de Servicio (ELS) El ELS se centra en el funcionamiento y la comodidad de la estructura durante su uso. Este estado se evalúa para asegurar que la estructura cumpla con los requisitos de servicio, que incluyen: deflexiones, fisuración y vibraciones. Deflexiones Fisuración Vibraciones Las deformaciones bajo carga no deben Las grietas en el concreto deben ser Las oscilaciones deben mantenerse ser excesivas para evitar daños estéticos controladas para garantizar la dentro de límites aceptables para no o funcionales. durabilidad y la estética de la estructura. afectar el confort de los usuarios. Diseño para el ELS El diseño para el ELS considera las cargas de servicio, que son menores que las cargas de diseño utilizadas para el ELU. Cargas de Servicio Se consideran las cargas que la estructura soporta durante su uso normal, como el peso de los muebles, las personas y los equipos. Cargas de Diseño Se consideran las cargas máximas que la estructura podría soportar, incluyendo un factor de seguridad para garantizar la seguridad. Tipos de Cargas para el Diseño Normativa Aplicable en México En México, el diseño de estructuras de concreto se rige por varias normativas que establecen criterios y procedimientos específicos. Las Normas Técnicas Complementarias son fundamentales y se basan en el Reglamento de Construcciones de la Ciudad de México y otras normativas federales. Normatividad Descripción NMX-C-404-2008 Establece los requisitos para el diseño y construcción de estructuras de concreto. NMX-C-501-2003 Se enfoca en el uso de concreto premezclado. NTC–Concretos 2023 Proporciona lineamientos sobre el diseño sísmico de estructuras, crucial en un país con alta actividad sísmica. Norma Técnica Complementaria para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto. Norma Técnica Complementaria sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones Métodos de Diseño El diseño por estados límite implica el uso de métodos que integran la resistencia de los materiales y las cargas aplicadas. Los métodos más comunes son: Método de Cálculo de Resistencia, Método de Análisis de Efectos y Método de Diseño por Durabilidad. Método de Cálculo de Resistencia Se basa en la comparación entre las fuerzas internas generadas y la resistencia máxima del elemento estructural. Método de Análisis de Efectos Considera las interacciones entre diferentes elementos y su comportamiento bajo cargas combinadas. Método de Diseño por Durabilidad Evalúa la capacidad de la estructura para resistir el deterioro a lo largo del tiempo, considerando factores como la corrosión y la fatiga. Tablas y Fórmulas A continuación, se presentan algunas tablas y fórmulas que son esenciales para el diseño de estructuras de concreto. Extraído de la NTC-Concretos 2023 Tablas y Fórmulas A continuación, se presentan algunas tablas y fórmulas que son esenciales para el diseño de estructuras de concreto. Extraído de la NTC-Concretos 2023 Tablas y Fórmulas A continuación, se presentan algunas tablas y fórmulas que son esenciales para el diseño de estructuras de concreto. Extraído de la NTC-Concretos 2023 Tablas y Fórmulas A continuación, se presentan algunas tablas y fórmulas que son esenciales para el diseño de estructuras de concreto. Extraído del libro: Diseño Práctico de Elementos de Concreto Reforzado - Raúl Gómez Tremari, Editorial UdeG Tablas y Fórmulas A continuación, se presentan algunas tablas y fórmulas que son esenciales para el diseño de estructuras de concreto. Extraído del libro: Diseño Práctico de Elementos de Concreto Reforzado - Raúl Gómez Tremari, Editorial UdeG  Tablas y Fórmulas A continuación, se presentan algunas tablas y fórmulas que son esenciales para el diseño de estructuras de concreto. Tabla 1: Propiedades del Concreto Resistencia a Compresión Módulo de Elasticidad Tipo de Concreto (MPa) (GPa) Concreto Normal 20 - 40 25 - 30 Concreto de Alta Resistencia 40 - 80 30 - 40 Concreto de Alta Durabilidad 30 - 60 25 - 35 Tabla 2: Coeficientes de Seguridad Tipo de Carga Coeficiente de Seguridad Cargas Muertas 1.5 Cargas Vivas 1.5 Cargas Sísmicas 1.2  Fórmulas Prácticos Para ilustrar la aplicación de estos conceptos, se pueden considerar ejemplos de diseño de vigas y columnas en edificios. Por ejemplo, al diseñar una viga, se deben calcular los momentos flectores y las fuerzas cortantes, y luego verificar que la sección elegida cumpla con los requisitos del ELU y el ELS. Cálculo de Momentos Flectores Cálculo de Cortante Deflexión de vigas Para una viga simplemente apoyada con carga El esfuerzo cortante máximo en una viga La deflexión máxima de una viga simplemente concentrada en el centro: se calcula como: apoyada bajo carga concentrada se calcula Mmax ​= P⋅L/4 en donde: Vmax​=P/2 con: Mmax = Momento máximo (Nm) δmax=P⋅L3/48⋅E⋅I en donde: P = Carga concentrada (N) δmax = Deflexión máxima (m) L = Longitud de la viga (m) E = Módulo de elasticidad del material (Pa) I = Momento de inercia de la sección (m^4) Conclusión El diseño por estados límite es esencial para asegurar la seguridad y funcionalidad de las estructuras de concreto. A través de la comprensión de los conceptos teóricos, las normativas aplicables y el uso de tablas y fórmulas, los estudiantes de arquitectura pueden desarrollar una base sólida para su futuro en el diseño estructural. La integración de estos elementos en la práctica del diseño garantizará que las estructuras no solo cumplan con los requisitos de seguridad, sino que también sean duraderas y funcionales a lo largo del tiempo.