Structural characterization and analysis of the Castle of Arbeteta, Spain

Abstract

The Castle of Arbeteta, Guadalajara (Spain) is strategically located on top of the cliff rocks with a drawbridge as its only entrance. The castle has undergone various changes in over the time of centuries. It was once a two storey structure, of which only the ruins of the external walls exist. The castle is in a continuous state of degradation due to abandonment. Currently, there is an ongoing intervention project where a new use is going to be given to the castle. This will inevitably alter the current state of the existing structure. Preliminary inspection works and a detailed archaeological survey was carried out which specified the phases of construction of different sections of the castle. However, there is still need of a better characterization of the stone masonry walls and their structural behaviour. The main research question of the present thesis deals with the possible influence of the construction evolution of the castle on its structural behaviour. The thesis thus try to link two commonly separated and hermetic fields from the conservation projects: archaeological survey and structural analysis. For that matter, a non-destructive campaign consisting of indirect sonic tests and dynamic identification, which aimed at a thorough characterization of all the structural elements was planned. The campaign was carefully planned according to an archaeological research previously carried out. Secondly, a numerical model was made to analyse the structural behaviour of the castle, based upon photogrammetry model and the same archaeological survey. The experimental data collected through indirect sonic tests and dynamic identification was used to calibrate the model.. The results of the thesis show that indeed taking into account the archaeological findings improved our knowledge on the structural behaviour of the castle and has to be taken into account before carrying out a rigorous structural analysis.

O castelo de Arbeteta, em Guadalajara (Espanha) está estratégicamente situado no topo de um penhasco rocoso que tem uma ponte levadiça como unico acesso. O castelo tem sido submetido a muitos cambios e alterações estruturais durante estes séculos. Num momento da sua história, o castelo era uma estrutura de dois andares, dos que agora só as ruinas das paredes de alvenaria de pedra exteriores ainda existem. O castelo está agora num processo de degradação continuo devido ao seu abandono. No momento, existe um projeto de intervenção no castelo e um novo uso vai ser proposto no castelo. Esto vai alterar inevitavelmente o estado atual da estrutura existente. Inspeções preliminares do castelo e um levantamento arqueologico detalhado foram realizados e ajudaram a identificar as diferentes fases de construção nas diferentes partes do castelo. Contudo, uma melhor caracterização das paredes de alvenaria de pedras é necessária, para ajudar a compreender melhor o seu comportamento estrutural. Esta investigação estuda principalmente a possível influência da evolução estrutural do castelo no seu comportamento estrutural. A tese portanto trata de ligar dois campos necessários nos projetos de conservação que estão normalmente separados e muito compartimentados: o levantamento arqueologico e a análise estrutural. Com este objetivo, uma campaha de ensaios experimentais não destrutivos que incluiu ensaios sónicos indireitos e ensaios de identificação dinâmica foi planejada e destinada a caracterizar em detalhe todos os elementos estruturais do castelo. A campanha foi planejada cuidadosamente de acordo à investigação arqueologica previamente realizada. Numa segunda parte do trabalho, um modelo numerico foi preparado para analisar o comportamento estrutural do castelo, baseado no modelo fotogrametrico e no levantamento arqueologico. Os resultados experimentais recoletados dos ensaios sonicos e dinamicos foram usados para calibrar o modelo numérico. A tese mostra que, de fato, a consideração das descobertas arqueologicas melhoraram o entendimento do comportamento estrutural do castelo e tem de ser tidos em conta antes de realizar um análise estrutural rigoroso.