В MIT отлили оптимизированную балку из бетона в сшитой тканевой опалубке
Прототип длиной 3 метра сократил расход бетона примерно на две трети, а стали — наполовину по сравнению со стандартной балкой.
Инженеры Массачусетского технологического института спроектировали и отлили трехметровую балку с использованием опалубки из ткани, выкройка для которой создавалась в автоматизированном процессе, сообщает MIT News 
mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗. За счет комбинации топологической оптимизации и метода графической статики конструкция потребовала около одной трети бетона и половины арматурной стали по сравнению с прямоугольной балкой аналогичной несущей способности mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗. В ходе испытаний измеренная реакция конструкции совпала с расчетами компьютерной модели с точностью около 2% mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗.
Жесткая опалубка из дерева или стали редко подходит для сложных форм, рассчитанных топологической оптимизацией, без привлечения 3D-принтеров или станков с ЧПУ. Исследователи перевели трехмерную цифровую модель в набор плоских деталей кроя, учитывая деформацию текстиля под весом жидкой смеси mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗. Сшитая из хлопчатобумажной ткани форма крепилась на деревянную опорную раму, а подвижность стенок позволила распределять и уплотнять песчаный бетонный состав вручную без применения глубинного вибратора mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗.
Плотность кроя и испытания под нагрузкой
Для оценки точности изготовления авторы собрали три варианта опалубки, состоящие из 36, 56 и 76 тканевых деталей mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗. Трехмерное сканирование показало, что форма из 56 элементов обеспечила оптимальный баланс: она передала заданную геометрию без накопления погрешностей от избыточной длины швов mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗. В процессе механических тестов балку нагружали 36 ведрами с водой, доведя нагрузку примерно до 30% от расчетной mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗. Прогиб в центральной части балки отклонился от прогнозных значений компьютерной модели примерно на 2% mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗.
Экономика производства
Экономический анализ показал зависимость эффективности метода от стоимости труда в регионе mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗. В странах Глобального Юга, где материалы дороги относительно рабочей силы, тканевая опалубка снизила общую стоимость балки на 10–20% mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗. В странах Глобального Севера высокие затраты на ручной пошив привели к удорожанию конструкции на 16–55%, что сохраняет преимущество традиционных многоразовых форм при серийном строительстве mit.eduMIT Newsnews.mit.eduОткрыть источник ↗.
