Trabajo de Vulnerabilidad Sismica Listo

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CAP. INGENIERIA CIVIL

1. INTRODUCCION

En el presente trabajo se desarrolla un estudio para determinar determinar el riesgo riesgo sísmico de viviendas. Este estudio fue aplicado a una muestra de 39 viviendas ubicado en el departamento de Puno, provincia Puno , distrito distrito puno en la zona del centro histórico histórico de Puno; en esta esta zona se se recogieron datos de campo de las las principales características características de ubicación, arquitectónicas, arquitectónicas, estructurales estructurales y constructivas de cada vivienda.

La información obtenida en las fichas de encuesta y de reporte se utilizó para determinar el riesgo sísmico de las viviendas ante sismos severos, y se elaboró una base de datos para clasificar los principales defectos defectos de las viviendas analizadas. analizadas.

Con una adecuada difusión, esta información pueda servir servir para que los pobladores pobladores y albañiles puedan conocer mejor el proceso de construcción de las viviendas sismo resistente de albañilería confinada.

1.1 PLANTEAMIENTO PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. PROBLEMA. El crecimiento anual de la población del departamento de puno es alrededor de 1.1% según el INEI, esto significa un incremento considerable en la demanda de viviendas viviend as para las nuevas familias que se van formando cada año. Debido a la deficiente situación económica, muchos pobladores puneños no tienen la posibilidad de contratar profesionales y recurren recurren a la construcción informal para para edificar edificar sus viviendas. El problema principal principal de la mayoría de estas viviendas es que tienen problemas estructurales estructurales y son sísmicamente muy vulnerables. Esto implica que las viviendas son inseguras y que todas sufrirían daños importantes ante un sismo severo.

DISEÑO SISMORESISTE

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1.2 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN La necesidad de vivienda para los habitantes de la sierra peruana tiene relación directa con el incremento demográfico. A mayor población corresponde una mayor necesidad de viviendas. Los pobladores en su mayoría no cuentan con los medios económicos suficientes para una adecuada construcción de sus viviendas, muchos de ellos optan por construir sus viviendas

informalmente. Es decir, que no reciben asesoría técn ica ni profe sional,

dando mayor prioridad a la economía sin darse cuenta de calidad y seguridad, por lo que son expuestos a una vulnerabilidad sísmica

Las viviendas construidas en la zona de estudio no tendrían un buen comportamiento sísmico y podrían colapsar, ocasionando pérdidas materiales y de vidas.

Es necesario, por tanto, conocer y mitigar el riesgo sísmico de las vivienda. Las fichas de encuesta y reporte nos permite evaluar el riesgo sísmico y el desarrollo de una cartilla con recomendaciones constructivas. 

La Universidad Nacional de Ingeniería con el auspicio del Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres DPMD - CISMID - FIC –UNI, realizaron trabajos sobre Estudio De La Vulnerabilidad Sísmica del Distrito del Rímac En la Ciudad de Lima, Perú expuestos en el XV CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL AYACUCHO 2005 por Luis Samaniego Polanco y José Ríos Vara, Enumeramos algunas conclusiones del estudio:

El 47.3 % de las viviendas evaluadas, presenta más de 30 años de antigüedad, estas edificaciones presentan un nivel de vulnerabilidad alto, pues fueron construidas sin la contribución de ningún código de diseño sísmico, es decir aquellas construidas antes del Código de Diseño de 1977. En el Sector Salud, el distrito presenta una alta vulnerabilidad sísmica, encontrándose notoriamente vulnerabilidad estructural (Puesto de Salud los Ángeles), vulnerabilidad no estructural (Centro de Salud Villacampa), y vulnerabilidad funcional (Centro de Salud Ciudad


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y Campo), siendo el Ministerio de Salud, el municipio y la comunidad responsables de tomar medidas preventivas de manera inmediata.

En el Sector Educativo, se encontraron principalmente diversos problemas constructivos, por ejemplo, la Institución Educativa Nº 2063 ha sido construida sobre relleno, lo que genera un alto peligro para sus alumnos y para la población, pues no podría cumplir su función de zona de refugio temporal. La estructura de la Catedral está concebida para soportar cargas de gravedad. La forma de los arcos y bóvedas es tal que la resultante de fuerzas en cualquier sección está dentro del núcleo central. Por ello no se producen tracciones, que no podrían ser resistidas con los materiales empleados.

Los esfuerzos máximos de compresión producidos por las cargas de gravedad están, en términos promedio, dentro de los límites admisibles. La razón de esbeltez de los pilares, y localmente, la esbeltez de las paredes de los pilares constituidas por mampostería con aparejo, no son excesivas.

Las fisuras y despostillamientos en la mampostería de los pilares se deben posiblemente a concentraciones de esfuerzos, originadas a su vez por imperfecciones en los bloques de piedra.

La estructura de la Catedral no es tan eficiente para soportar acciones de sismo. Éstas son intrínsecamente variables, pudiéndose fácilmente producir tracciones que excederían la poca capacidad de la mampostería de piedra ante tales esfuerzos.

Entre las características desfavorables está la alta razón peso/resistencia (en comparación a otros materiales) y la falta de ductilidad. Entre las características favorables están la alta densidad de muros, acorde con los materiales empleados, y el uso de contrafuertes, que aportan rigidez y estabilidad en dirección transversal, lo que explica que la estructura haya podido resistir sismos de intensidad moderada.


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Los elementos más vulnerables frente a sismos son las bóvedas y los arcos. Los modelos numéricos indican que un evento con las características del sismo de diseño, produciría daños importantes en las bóvedas.

1.3. HIPÓTESIS:

Las viviendas construidas en la zona 28 de la Ciudad de Puno donde el Barrio AA.HH Simón Bolívar y el Barrio Villa del Lago son vulnerablemente sísmicas, las cuales no cuentan con mano de obra calificada.

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Las fichas de reporte y diagnostico en las viviendas seleccionadas muestran la información sobre la mala calidad de la mano de obra con la que fueron construidas.

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Es posible elaborar una metodología para la evaluación rápida del riesgo sísmico de viviendas.


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1.4. OBJETIVOS: 1.4.1 OBJETIVO GENERAL: 

El objetivo general de este trabajo es el análisis de riesgo sísmico en la zona 28 de la Ciudad de Puno, donde se encuentran El Barrio AA.HH Simón Bolívar y el Barrio Villa del Lago. 1.4.2 OBJETIVO ESPECIFICO:

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Generar mediante fichas de diagnóstico y reporte, los errores estructurales y constructivos más frecuentes de las viviendas construidas en la zona 28de la Ciudad de Puno, donde se encuentran El Barrio AA.HH Simón Bolívar y el Barrio Villa del Lago.

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Analizar la vulnerabilidad de las viviendas frente a amenazas sísmicas en el Barrio AA.HH. Simón Bolívar y Barrio Villa de Lago.

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Desarrollar recomendaciones técnicas dirigidas a albañiles, maestros de obra y Propietarios, para la construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería Confinada. 2. MARCO TEORICO 2.1. SISMICIDAD La sismicidad es el estudio de los sismos que ocurren en algún lugar en específico. Un lugar puede tener alta o baja sismicidad, lo que tiene relación con la frecuencia con que ocurren sismos en ese lugar. Un estudio de sismicidad es aquel que muestra un mapa con los epicentros y el número de sismos que ocurren en algún período. La sismicidad tiene ciertas leyes. Una de las más usadas es la ley de Charles Francis Richter que relaciona el número de sismos con la magnitud.


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2.2 SISMOS Los sismos son perturbaciones súbitas en el interior de la tierra que dan origen a vibraciones o movimientos del suelo. El origen de los sismos en nuestro territorio se debe principalmente a la interacción de la placa Nazca (placa oceánica) con la placa Sudamericana (placa continental).

Interacción de la placa Nazca con la Sudamericana

2.3 LA VULNERABILIDAD SÍSMICA. Se denomina vulnerabilidad al grado de daño que sufre una estructura debido a un evento sísmico de determinadas características. Estas estructuras se pueden calificar en “más vulnerables” o “menos vulnerables” ante un evento sísmico.

Se debe de tener en cuenta que la vulnerabilidad sísmica de una estructura es una propiedad intrínseca a sí misma, y, además, es independiente de la peligrosidad del lugar ya que se ha observado en sismos anteriores que edificaciones de un tipo estructural similar sufren daños diferentes, teniendo en cuenta que se encuentran en la misma zona sísmica. En otras palabras una estructura puede ser vulnerable, pero no estar en riesgo si no se encuentra en un lugar con un determinado peligro sísmico o amenaza sísmica.


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Vulnerabilidad Estructural

Se refiere a que tan susceptibles a ser afectados o dañados son los elementos estructurales de una edificación o estructura frente a las fuerzas sísmicas inducidas en ella y actuando en conjunto con las demás cargas habidas en dicha estructura. Los elementos estructurales son aquellas partes que sostienen la estructura de una edificación, encargados de resistir y transmitir a la cimentación y luego al suelo; las fuerzas causadas por el peso del edificio y su contenido, así como las cargas provocadas por los sismos. Entre estos elementos se encuentran las columnas, vigas, placas de concreto, muros de albañilería de corte, etc. Debido a ello como se dirá que un buen diseño estructural es la clave para que la integridad del edificio sobreviva aún ante desastres naturales severos como lo son los terremotos. Por esto los mayores daños en edificios hospitalarios tras un sismo se deben a esquemas de configuración estructural lejanos a formas y esquemas estructurales simples. El sismo castiga fuertemente dichas irregularidades.


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Vulnerabilidad No Estructural.

Un estudio de vulnerabilidad no estructural busca determinar la susceptibilidad a daños que estos elementos puedan presentar. Sabemos que al ocurrir un sismo la estructura puede quedar inhabilitada debido a daños no estructurales, sean por colapso de equipos, elementos arquitectónicos, etc., mientras que la estructura permanece en pie. Esto generalmente se aplica a los hospitales y clínicas donde entre el 80% y 90% del valor de la instalación no está en las columnas, vigas, losas, etc.; sino en el diseño arquitectónico, en los sistemas electromecánicos y en el equipo médico contenido dentro del hospital. Dentro del sistema electromecánico podríamos mencionar las líneas tuberías, apoyos de equipos, la conexión de los equipos, etc. De igual forma, dentro de los elementos arquitectónicos tenemos las fachadas, vidrios, tabiques, mamparas, puertas, ventanas, escaleras, etc.; y que una vez afectados todos estos elementos obligan a la paralización del servicio dentro del hospital, lo que afectaría directamente a las personas que necesiten ayuda en un momento dado.

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Vulnerabilidad Funcional

Un estudio de la vulnerabilidad funcional busca determinar la susceptibilidad de un hospital o clínica a sufrir un “colapso funcional” como consecuencia de un sismo.

Esto es sólo visible en el momento en que ocurre una emergencia. A fin de determinar en esta tercera etapa la vulnerabilidad funcional, se evalúa lo referente a la infraestructura. En primer lugar, el sistema de suministro de agua y de energía eléctrica, que son las partes más vulnerables. También son afectadas por los sismos las tuberías de alcantarillado, gas y combustibles, para lo cual se realizan investigaciones sobre su resistencia y flexibilidad.


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2.4. EL PELIGRO SÍSMICO. El peligro sísmico representa la probabilidad de ocurrencia dentro de un período específico de tiempo y dentro de un área dada, un movimiento sísmico con una intensidad determinada. Los estudios de peligro sísmico tienen como objetivo estimar el movimiento del terreno en un lugar determinado, o proporcionar una evaluación del tamaño del sismo en la zona en estudio. El peligro sísmico describe los efectos provocados por movimientos sísmicos en el suelo de dicha zona. Tales como la aceleración, velocidad, desplazamiento del terreno o intensidad macro sísmica de la zona. Para evaluar éstos efectos es necesario analizar los fenómenos que ocurren a partir de la emisión de las ondas sísmicas ocurridas en el foco mismo hasta que estas ondas sísmicas llegan a la zona de estudio. 2.5 ALBAÑILERIA La albañilería es el arte de construir edificaciones u otras obras empleando, según los casos, piedra, ladrillo, cal, yeso, cemento u otros materiales semejantes. 2.5.1 COMPONENTES DE LA ALBAÑILERÍA 

Morteros En construcción se da el nombre de mortero a una mezcla de uno o dos conglomerantes y arena. Amasada con agua, la mezcla da lugar a una pasta plástica o fluida que después fragua y endurece a consecuencia de unos procesos químicos que en ella se producen. El mortero se adhiere a las superficies más o menos irregulares de los ladrillos o bloques y da al conjunto cierta compacidad y resistencia a la compresión. Los morteros se denominan según el conglomerante utilizado: mortero de cal, o de yeso. Aquellos en los que intervienen dos conglomerantes reciben el nombre de morteros bastardos.


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Unidades de Albañilería Son elementos prismáticos de pesos que permiten ser manejados por los trabajadores, pueden ser sílico calcáreos, arcilla cocida, bloques de concreto, adobe, etc. En el RNC se encuentran las siguientes definiciones:

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Ladrillos de arcilla calcinada Deben ser bloques prismáticos, con masa sólida del 15 % o más de su volumen nominal constituido por una mezcla, principalmente de arcilla o suelos arcillosos, con pequeña proporción de agregados finos debidamente dosificados; mezclada la masa con agua, compactada, moldeada y calcinada en forma integral.

Clasificación Se reconocerá las siguientes clases: Sus dimensiones: -

Tipo corriente(Perú) 24x12x6cm

-

Tipo bloque king kong(Perú) 24x14x10cm

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Ladrillos calcáreos Deben ser bloques prismáticos, constituidos por una mezcla de cal, arena y agua, debidamente dosificado, elaborado, prensado, secado y endurecido a vapor, bajo condiciones especiales y con las características siguientes: color blanco grisáceo; ángulos diedros rectos, aristas vivas; caras planas y dimensiones exactas.


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Bloques de concreto Son elementos fabricados a base de cemento, arena y piedra chanchada moldeados en formas especiales, vibrados o a presión mecánica.

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Ladrillo de suelo estabilizado, sin cocer Son elementos moldeados a presión, usando como material básico el suelo natural, constituido por arena gruesa o fina, limo y arcilla como estabilizador se puede emplear el cemento o cal, consiguiendo una mayor resistencia a la humedad y la erosión.

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Adobe Bloque macizo hecho con barro sin cocer y eventualmente un componente como paja, etc. También se considera “El adobe estabilizado” al cual se le a incorporado otros

materiales como: asfalto RC - 250, goma de tuna, etc. Con el fin de mejorar sus condiciones de estabilidad frente a la humedad 

Adobón o tapial Es el elemento que se forma en sitio empleando la misma tierra natural que para el adobe, utilizando formas grandes de madera. El adobón o tapial no ofrece seguridad en caso de fuerte temblor, debido al gran peso de cada bloque y a la pobre unión de un bloque con otro. No debe emplearse el adobón o tapial para albergue permanente de personas 2.5.2. ALBAÑILERÍA CONFINADA Albañilería reforzada con confinamientos, que son conjunto de elementos de refuerzo horizontales y verticales, cuyas función es la de proveer ductilidad a un muro portante. 2.5.3. ALBAÑILERÍA ARMADA Albañilería reforzada con armadura de acero incorporada de tal manera que ambos materiales actúen conjuntamente para resistir los esfuerzos.

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UNIVERSIDAD ANDINA “NESTOR CACERES VELASQUEZ” 2.5.4. ALBAÑILERÍA NO REFORZADA Albañilería sin confinamientos o armadura, tendientes a incrementar su ductilidad, pero que pueden tener elementos de refuerzo con armadura por otros motivos. 2.5.5 MURO PORTANTE Muro diseñado y construido en forma tal que pueda transmitir cargas horizontales y/o verticales de un nivel al nivel inferior y/o a la cimentación. 2.5.6. TABIQUERÍA Los tabiques son muros cuyo único fin es la separación de ambientes. Los tabiques no se diseñan como parte de los elementos de la vivienda que resisten la fuerza sísmica. Los tabiques solo soportan cargas generadas por su propio peso y deben ser construidos con ladrillos panderetas o tubulares. 3. METODOLOGÍA Y PLAN DE TRABAJO Para el desarrollo del presente trabajo se han realizado investigaciones de campo y teóricas. La investigación de campo consistió en las encuestas realizadas por alumnos de la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez a 30 viviendas al azar de la zona 28 de la Ciudad Puno. La investigación teórica involucró el desarrollo de las fichas de encuesta y de reporte, el análisis del riesgo sísmico de las viviendas, la elaboración de la base de datos con los errores constructivos. La metodología para el desarrollo de la investigación fue la siguiente: a) Investigación bibliográfica Se buscó información sobre estudios de riesgo sísmico en viviendas de albañilería Confinada. Esta información sirvió como guía para la elaboración del presente trabajo.

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UNIVERSIDAD ANDINA “NESTOR CACERES VELASQUEZ” b) Selección de las zonas a encuestar E l sector designado fue la zona 28 de La ciudad de puno que involucran Barrio AA.HH Simón Bolívar y Villa del Lago. Las zonas seleccionadas debían poseer características representativas de la ciudad a la que pertenecen, como tipo de suelo, topografía y tipo de construcciones. c) Elaboración de las fichas de encuesta y de reporte Las fichas de encuesta sirvieron para recolectar información en campo sobre las características constructivas de las viviendas de albañilería completar. Las fichas de reporte se utilizaron para sintetizar la información recogida en las fichas de encuesta y realizar el análisis del riesgo sísmico de las viviendas de forma manual. d) Trabajo de campo Luego de haber seleccionado las zonas a encuestar, El grupo de alumnos de la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez realizamos las encuestas a las viviendas a las que tenían acceso. En muchas de estas los propietarios no deseaban que sus viviendas sean encuestadas puesto que temían que seamos miembros de alguna institución que según ellos afectaría con el pago de algún impuesto y que sean sancionado. El llenado de las fichas de encuesta así como el croquis de cada vivienda fue hecho a mano. e) Proceso de datos Después de culminado el proceso de encuesta se realizó el llenado de las fichas de reporte. En estas fichas se resumieron y se agruparon los errores arquitectónicos, estructurales y constructivos de cada vivienda encuestada. También se realizaron análisis sísmicos simplificados para determinar la vulnerabilidad sísmica de cada vivienda. El peligro sísmico fue determinado en base a la topografía de la zona, tipo de suelo y zona sísmica sobre la cual la vivienda fue construida.

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7.2 PROBLEMAS DE VIVIENDA EN EL CENTRO HISTORICO DE PUNO

7.2.1.-PROBLEMAS DE UBICACIÓN Las encuestas realizadas en la cuidad de puno en la zona 28 muestra que de un total de 39 viviendas , el 50 % se encuentra sobre un terreno en pendiente .Estas viviendas ubicadas en esta zonas no favorecen para la estabilidad de la vivienda, también se observa que un 23.3% se encuentran sobre terreno sin pendiente (terreno plano) por lo tanto favorece su estabilidad.

ANALISIS DEL PELIGRO PROBLEMA peligro baja peligro medio peligro alta

RESULTADO

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7.2.2.-TIPO DE SUELO El tipo de suelo en la zona muestra un suelo rocoso con un porcentaje de 40% que muestra un análisis de peligro bajo.

PROBLEMA peligro baja peligro medio peligro alta

RESULTADO X

7.2.3.-PROBLEMAS ESTRUCTURALES El mayor problema en las es que no tienen juntas sísmica que permita independizar el comportamiento sísmico de cada una de las viviendas se observa que un 80.0% de viviendas presentan esta deficiencia.

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UNIVERSIDAD ANDINA “NESTOR CACERES VELASQUEZ” ANALISIS DE LA VULNERABILIDAD

PROBLEMA Vulnerabilidad baja Vulnerabilidad media Vulnerabilidad alta

RESULTADO

x

7.2.4.- PROBLEMAS COSTRUCTIIVOS El problema en el proceso constructivo está relacionado con la calidad de mano de obra. En este caso se tiene como característica principal la juntas de ladrillo mal ubicadas que es de un 70%, el mal encofrado en losas y columnas que se realiza en las construcciones es de 30%, que conlleva a que se produzcan cangrejeras y el acero de refuerzo quede expuesto


RESULTADO

x

7.2.5.-CALIDAD DE MANO DE OBRA De todas las encuestas el mayor porcentaje de mano de obra es de mala calidad. Del total de viviendas es de 80% esto presenta que las viviendas no cuentan con asesoría técnica por lo que las viviendas tienden a fallar .


RESULTADO

x

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7.2.6.- OTROS El problema común que se da en las viviendas es de salitre o eflorescencia en muros es de un 20%. Otro de los problemas es la humedad que ocasiona mayor desgaste en muros. PROBLEMA Vulnerabilidad baja Vulnerabilidad media Vulnerabilidad alta

RESULTADO x

7.3 ANÁLISIS CUALITATIVO DE LA BASE DE DATOS En el análisis cualitativo de la base de datos se ha tenido en cuenta solo los problemas que han sido analizados mediante un procedimiento de observación. Es decir, para este análisis no se ha realizado ningún cálculo que permita averiguar numéricamente el comportamiento sísmico de la vivienda. Los problemas que se analizan están referidos a la ubicación, estructuración, proceso constructivo, calidad de mano de obra y otros problemas mencionados en la base de datos.

TABLA DE PORCENTAJES DE VULNERABILIDAD ESPECIFICACION

VULNERABILIDAD

PELIGRO

RIESGO

%

ALTA

80%

MEDIA

20%

BAJA

-

ALTA

-

MEDIA

60%

BAJA

40%

ALTA

50%

MEDIA

25%

BAJA

25% Página 16


8.- CONCLUSIONES Se analizó que de acuerdo a la topografía y las características del suelo se llego a un resultado de PELIGRO MEDIO ALTO. Los hogares de la ciudad de puno son en su mayoría de un nivel socioeconómico bajo ello

influye a que construyan sus viviendas de manera

informal y sin importarles los peligros naturales que pueden afectar sus viviendas.

Se llegó a la conclusión de que más de la mitad de las viviendas, fueron construidas por mano de obra no calificada, es decir por albañiles, maestros de obra y en algunos casos se pudo observar que las reparaciones las realizaban los mismos dueños.

9.-RECOMENDACIONES 

Se recomienda a los propietarios, de contar con asesoramiento profesionales para el diseño y construcción de sus viviendas. Con el fin de lograr soluciones apropiadas para reducir la vulnerabilidad de las viviendas autoconstruidas.

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Se recomienda desarrollar un estudio comparativo de costos en estructuración de viviendas. Ya que la economía es un factor importante en la construcción de las viviendas.

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Se ve necesario un reforzamiento masivo de estas viviendas existentes para reducir la vulnerabilidad sísmica. Se recomienda que las municipalidades distritales y provinciales incluyan dentro de su plan de desarrollo, la reducción de la vulnerabilidad de sus viviendas. Apoyando con supervisión y capacitación de la autoconstrucción de sus viviendas

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10.- BIBLIOGRAFIA 

Censos Nacionales 2007: XI de Población y VI de Vivienda: sistema de consulta de

resultados

censales.

Lima:

INEI.

Consulta:11/10/2012.

<

http://desa.inei.gob.pe/censos2007/tabulados/>



Municipalidad Provincial De Puno 2011-2014. Plan Estratégico Institucional Puno.



Lazares, Fernando.1994. Estudio de la vulnerabilidad sísmica de la edificaciones en los departamentos de Moquegua, Tacna. Tesis de Grado Profesional UNI Lima.



Construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería: para albañiles y maestros de obra. Segunda edición. Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú, Fondo Editorial / Sencico. Consulta:15/10/2012 .

11.- ANEXOS 

Fichas de diagnóstico y reporte

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Planos

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Trabajo de Vulnerabilidad Sismica Listo

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