Dynamic monitoring and structure assessment of Gabbia Tower

The Gabbia Tower, about 54.0 m high and dating back to the XIII century, is the tallest tower in Mantua, overlooking the historic centre listed within the UNESCO Heritage. After the seismic sequence of May 2012, an extensive research program was carried out by Politecnico di Milano (Polo Territoriale di Mantova) to assess the structural condition of the tower. The post-earthquake investigation (including direct survey, historic and documentary research, testing of materials and ambient vibration tests) highlighted the poor state of preservation of the upper part of the building and suggested the installation of a simple dynamic monitoring system in the tower to evaluate the dynamic response of the tower to the expected sequence of far-field earthquakes and check the possible evolution of the structural behaviour. The MSc Thesis presents the results of the continuous dynamic monitoring for a period of more than 6 months (about 4700 datasets), highlighting the practical feasibility of damage detection methods based on natural frequencies shifts (provided that the temperature effects have been filtered out) and the key role of permanent dynamic monitoring in the diagnosis of the investigated historic building.

La Torre della Gabbia, alta circa 54.0 m e risalente al XIII secolo, è la più alta torre di Mantova e domina il centro storico della città, patrimonio UNESCO. Dopo gli eventi sismici del Maggio 2012, un esteso programma di ricerca è stato condotto dal Politecnico di Milano (Polo Territoriale di Mantova) al fine di valutare lo stato di salute e la vulnerabilità sismica della torre. Le indagini post-sisma (che hanno incluso l’esecuzione di ispezioni visive, rilievi geometrici e dello stato fessurativo, indagini storiche, prove di caratterizzazione dei materiale e sperimentazioni dinamiche in condizioni di vibrazione ambientale) hanno evidenziato una situazione di elevata vulnerabilità della zona superiore della torre, determinata da marcate discontinuità della muratura portante nonché dal notevole degrado dei materiali. Di conseguenza, un semplice sistema di monitoraggio dinamico è stato installato nella parte superiore del manufatto al fine di registrare la risposta della torre sia alle normali vibrazioni ambientali sia a possibili sequenze sismiche. La Tesi riassume i risultati del monitoraggio dinamico per un periodo di oltre 6 mesi; in particolare, sono state identificate le caratteristiche dinamiche della torre analizzando circa 4700 registrazioni della risposta, aventi durata di 1 ora. I risultati hanno evidenziato sia la pratica affidabilità delle tecniche di individuazione del danno basate sulla variazione delle frequenze proprie (una volta individuati gli effetti della temperatura) sia il ruolo centrale del monitoraggio dinamico nella diagnosi dello storico edificio in esame.