Predicting the Evolution of Structural Pathology in Monumental structures due to the Impact of Climate Change: A Simplified Risk Analysis with an Application to the Tekke of Durballi Sultan in Farsala, Greece

Πρόβλεψη της Εξέλιξης της Δομικής Παθολογίας σε Μνημειακές Κατασκευές λόγω της Επίδρασης της Κλιματικής Αλλαγής: Μια Απλουστευμένη Ανάλυση Κινδύνου με Εφαρμογή στον Τεκέ του Ντουρμπαλή Σουλτάν στην περιοχή των Φαρσάλων, Ελλάδα (Ελληνική)

  1. MSc thesis
  2. ΒΑΣΙΛΙΚΗ-ΚΥΡΙΑΚΟΥΛΑ ΚΑΡΑΤΣΙΩΡΗ
  3. Protection of Cultural Heritage and Monuments of Nature from the Effects of Climate Change (CCC)
  4. 18 Οκτωβρίου 2025
  5. Αγγλικά
  6. 155
  7. Dr. Moullou Dorina / Dr. Egglezos Dimitrios
  8. Climate change; unreinforced masonry (URM); cultural heritage risk assessment; weighted hazard indexing; Tekke of Durbali Sultan, Farsala.
  9. Σχολή Εφαρμοσμένων Τεχνών και Βιώσιμου Σχεδιασμού
  10. 16
  11. 12
    • This Postgraduate Dissertation investigates how climate change will influence the structural pathology of unreinforced-masonry (URM) monuments and proposes a simplified, absolute scoring risk methodology. The approach is applied to the Tekke of Durbali Sultan at Asprogeia–Farsala (Thessaly, Greece), a listed religious monument consisted of two complexes partly in use, and documented pathology (cracking of walls and arches, incompatible concrete additions, moisture ingress, and mortar loss).
      The study first compiles site context (landscape, geology, seismicity) and recent climate data (1979–2024) to characterize current exposure, then projects future stressors using scenario-based hazard indicators (heat, wildfire, extreme precipitation, frost, sea-level rise, aridity, and seismic acceleration). As a base, Kapsomenakis et al risk method is used. To overcome the limitations of relative hazard indices, the thesis converts them to absolute, 0–1 scaled metrics, separates direct (monument/material–structural) from indirect (environmental) impact pathways, and introduces transparent weights reflecting URM vulnerabilities. The resulting weighted scores prioritize extreme heat and seismicity as the dominant risks/hazards across scenarios and time slices. These findings lead to a monitoring program with sensors placed at appropriate points in the building.
      A complementary finite-element analysis (SAP2000) of the West Turbed indicates that earthquake is a main risk and that the deterioration pointsof the structure are expected to worsen during time. The current damage state, when combined with a climate-degraded scenario, demonstrates that reduced material strength and modified loading conditions exacerbate in-plane shear cracking and out-of-plane instability typical of unreinforced masonry, thereby validating the established risk-based priorities. Overall, the framework provides a practical bridge from regional hazard projections to monument-specific action, supporting decision makers and stakeholders to plan next steps for the conservation of a monument like the Tekke and the application of the method to similar heritage in Mediterranean, seismic contexts.

    • Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία διερευνά τον τρόπο με τον οποίο η κλιματική αλλαγή θα επηρεάσει την δομική παθολογία των μνημείων που έχουν κατασκευαστεί με άοπλη τοιχοποιία και προτείνει μια απλοποιημένη μεθοδολογία εκτίμησης απόλυτου κινδύνου. Η μεθοδολογία εφαρμόζεται στο Τεκκέ του Ντουρμπαλή Σουλτάν στα Άσπραγεια – Φαρσάλων (Περιφέρεια Θεσσαλίας, Ελλάδα), ένα διατηρητέο θρησκευτικό μνημείο που αποτελείται από δύο συγκροτήματα, τα οποία χρησιμοποιούνται μερικώς, και παρουσιάζει τεκμηριωμένη παθολογία (ρηγματώσεις τοιχοποιίας και τόξων, ασύμβατες προσθήκες σκυροδέματος, διείσδυση υγρασίας και αποσάθρωση αρμών).
      Αρχικά, η εργασία συγκεντρώνει στοιχεία για το περιβάλλον του μνημείου (τοπίο, γεωλογία, σεισμικότητα) και πρόσφατα κλιματικά δεδομένα (1979–2024) για να προσδιορίσει την τρέχουσα έκθεση κινδύνου και στη συνέχεια υπολογίζεται η μελλοντική εξέλιξη των κινδύνων καταπόνησης μέσω σεναρίων σε χρονική διάρκεια (θερμότητα, δασικές πυρκαγιές, ακραία βροχόπτωση, παγετό, άνοδο στάθμης θάλασσας, ξηρασία και σεισμική επιτάχυνση). Ως βάση χρησιμοποιείται η μέθοδος εκτίμησης κινδύνου των Kapsomenakis et al. Για να ξεπεραστούν οι περιορισμοί των σχετικών δεικτών κινδύνου, η εργασία τους μετατρέπει σε απόλυτους δείκτες σε κλίμακα βαθμολόγησης 0–1, διαχωρίζει τις άμεσες (μνημείο/φέρων οργανισμός) από τις έμμεσες (περιβαλλοντικές) επιρροές επίδρασης, και εισάγει συντελεστές βαρύτητας που αντικατοπτρίζουν τις ευπάθειες της κατασκευής. Τα τελικά σταθμισμένα αποτελέσματα αναδεικνύουν τη θερμική καταπόνηση και τη σεισμική δράση ως τους κυρίαρχους κινδύνους/παράγοντες επιβάρυνσης σε όλα τα σενάρια και τα χρονικά διαστήματα. Τα ευρήματα αυτά οδηγούν σε ένα πρόγραμμα παρακολούθησης με αισθητήρες που τοποθετούνται σε κατάλληλα σημεία στο κτίσμα.

      Μια συμπληρωματική ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (SAP2000) του Δυτικού Τουρμπέ δείχνει ότι ο σεισμός αποτελεί τον κύριο κίνδυνο, και ότι οι υπάρχουσες δομικές αστοχίες αναμένεται να επιδεινωθούν με την πάροδο του χρόνου. Η τρέχουσα κατάσταση βλαβών, σε συνδυασμό με τα σενάρια κλιματικής υποβάθμισης, αποδεικνύουν ότι η μειωμένη αντοχή των υλικών και οι τροποποιημένες συνθήκες φόρτισης εντείνουν τις διατμητικές ρηγματώσεις στην τοιχοποιία (από εντός επιπέδου φόρτιση) και την εκτός επιπέδου αστάθεια που χαρακτηρίζουν τις άοπλες τοιχοποιίες, επιβεβαιώνοντας έτσι τις υπολογισμένες προτεραιότητες κινδύνου.
      Συνολικά, το προτεινόμενο πλαίσιο παρέχει ένα πρακτικό εργαλείο γεφύρωσης μεταξύ προβλέψεων κινδύνων και στοχευμένων παρεμβάσεων που αφορούν σε συγκεκριμένα μνημεία, υποστηρίζοντας τους υπεύθυνους λήψης αποφάσεων και τα ενδιαφερόμενα μέρη να σχεδιάσουν τα επόμενα βήματα για τη διατήρηση ενός μνημείου όπως ο Τεκκές και τη δυνατότητα χρήσης της μεθόδου σε παρόμοια σε μεσογειακά, σεισμικά περιβάλλοντα

  12. Hellenic Open University
  13. Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 4.0 Διεθνές