Опалубка железобетонных оболочечных конструкций: проектирование и строительство
DOI:
https://doi.org/10.24866/2227-6858/2025-2/84-93Ключевые слова:
оболочковая конструкция, бетонные оболочки, регулируемая опалубка, многоразовая опалубкаАннотация
Строительство железобетонных оболочечных конструкций ведётся уже более века, в результате чего получаются очень популярные архитектурные произведения. Однако интерес архитекторов и инженеров к оболочечным конструкциям, похоже, сошёл на нет из-за трудностей, связанных с опалубкой, и других различных причин. Хотя с развитием цифровых технологий строительство оболочечных конструкций, казалось бы, возобновилось, использование бетонных оболочечных конструкций всё ещё остаётся отстающим, с нерешёнными трудностями. Цель данной статьи – выявить основные трудности при строительстве бетонных оболочек и предложить их решение. Методы, используемые в статье, включают в себя аналитическое и экспериментальное моделирование. Предложенный прототип бетонной купольной оболочечной конструкции спроектирован и построен в масштабе экспериментальной конструкции. Полученные результаты подтверждают, что использование гибкой и многоразовой опалубочной мембраны может быть решением для различных кривых в структуре оболочки. Рекомендуются дальнейшие прогрессивные исследования для улучшения её характеристик и эффективности.
Библиографические ссылки
1. Eisenbach P., Grohmann M. Structural implementation of slender concrete shells with prefabricated elements // J. IASS. 2017. № 58. P. 51–64. DOI: https://doi.org/10.20898/j.iass.2017.191.842
2. Ermakova E., Rynkovskaya M. The use of shells in the architecture of the concert halls. Curved and layer // Struct. 2021. № 8. P. 61–69. DOI: https://doi.org/10.1515/cls-2021-0006
3. Tang G. An overview of historical and contemporary concrete shells, their construction and factors in their general disappearance // International Journal of Space Structures. 2015. Vol. 30, № 1. DOI: https://doi.org/10.1260/0266-3511.30.1.1
4. Huijben F.F., Herwijnen F. Frans., Nijsse R. Concrete shell structures revisited : introducing a new and 'low-tech' construction method using vacuumatics formwork // International Conference on Textile Composites and Inflatable Structures STRUCTURAL MEMBRANES 2011 5th International Conference on Textile Composites and Inflatable Structures (Structural Membranes), 2011, October 5–7. Barcelona, Spain, 2011. P. 12.
5. Cassinello P., Schlaich M., Torroja J., Candela F. In memoriam (1910–1997). From thin concrete shells to the 21st century’s lightweight structures // Informes De La Construccion. 2010. Vol. 62, № 519. P. 5–19.
6. Rynkovskaya M. Analytical methods of analysis of right and open helicoids // American Society for Engineering Education Northeast Section Conference At: University of Bridgeport, 2009. P. 1–5. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-79005-3_11
7. Raun C., Kristensen M.K., Kirkegaard P.H. Flexible mould for precast concrete elements: Proceedings of the International Association for Shell and Spatial Structures (IASS). Symposium 2010, Shanghai Spatial Structures – Permanent and Temporary, November 8–12. Shanghai, China, 2010.
8. Muttoni A., Lurati F., Ruiz M. F. Concrete shells – towards efficient structures: construction of an ellipsoidal concrete shell in Switzerland // Structural Concrete. 2013. № 14. P. 43–50. DOI: https://doi.org/10.1002/suco.201200058
9. Хафизов Т.М., Байбурин А.Х. Сравнительный анализ способа опускающегося бетона и метода скользящей опалубки. SAFETY. Екатеринбург, НИЦ «НИР БСМ» Уральского отделения РАН; Уральский федеральный университет имени первого президента России Б.Н. Ельцина, 2018.
C. 1–7.
10. Bishop C., Trono W., Griffith M. Stability considerations for concrete forming support systems: Proceedings of the Annual Stability Conference Structural Stability Research Council. Baltimore, Maryland, 2018.
11. Schleicher S., Herrmann M. Constructing hybrid gridshells using bending-active formwork // Int. J. Sp. Struct. 2020. № 35. P. 80–89.
12. Мацкевич А.Ф. Несъемная опалубка монолитных железобетонных конструкций. Москва: Стройиздат, 1986. 96 с.
13. Shen L.Y., Tam W.Y., Tam, C.M., Sam H. Material wastage in construction activites – a hong kong survey. Retrieved on 12.12.2022, 2002. URL: https://www.researchgate.net/publication/37812483
14. Li W., Lin X., Bao D.W., Xie Y.M. A review of formwork systems for modern concrete constructi-on // Presented at Structures; Elsevier: Amsterdam. The Netherlands, 2022. № 38. P. 52–63. DOI: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.01.089
15. Tang G. The Rise and fall of the thin concrete shell // Second International Conference on Flexible Formwork. Bath. UK: University of Bath, BRE CICM, 2012. P. 334–344.
16. Kromoser B., Kollegger J. Production of shell structures made of concrete with the "Pneumatic Wedge Method" – A new construction method for the construction of double-curved concrete surfaces // Beton – und Stahlbetonbau. 2014. Vol. 109, № 8. P. 557–565. https://doi.org/10.1002/best.201400014
17. Яшина Т.В., Алексеева А.А. Опалубочные работы при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций: учеб.-метод. пособие; М-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. Гомель: БелГУТ, 2018. 96 с. ISBN 978-985-554-403-7 (ч. I)
18. Tang G., Pedreschi R.F. Deployable gridshells as formwork for concrete shells // International Society of Flexible Formwork. Amsterdam, The Netherlands, Aug 16–17, 2015. ISBN 978-90-5363-042-6
19. Kromoser B., Huber P. Pneumatic formwork systems in structural engineering / Advances in Materials Science and Engineering, 2016. DOI: https://doi.org/10.1155/2016/4724036
20. Raun C., Kristensen M.K., Kirkegaard P.H. Development and evaluation of mould for double curved concrete elements // Structural Membranes: International Conference on Textile Composites and Inflatable Structures – Structural Membranes: V International Conference on Textile Composites and Inflatable Structures (MEMBRANES 2011), Barcelona, 5–7 October, 2011. ISBN 978-84-89925-58-8. URL: https://hdl.handle.net/2117/186225
21. Zhang X., Yuan C., Yang L., et al. Design and fabrication of formwork for shell structures based on 3D-printing technology // Performance Based Design. eCAADe. 2021. № 39. P. 487–495. DOI: https://doi.org/10.52842/conf.ecaade.2021.1.487
22. Кривошапко С., Алборова Л., Мамиева И. Оболочечные структуры: генезис, материалы и подвиды. Часть 2. Конструкционные строительные материалы // Academia. Архитектура и строительство. 2021. № 4. С. 110–119. DOI: https://doi.org/10.22337/2077-9038-2021-4-110-119
23. Khosravani M. R., Haghighi A. Large-scale automated additive construction: overview, robotic solutions, sustainability and future prospects // Sustainability. 2022. № 14. Art. 9782. DOI: https://doi.org/10.3390/su14159782
24. Jipa A., Dillenburg B. 3D printed formwork for concrete: state-of-the-art, opportunities, challenges and applications // 3D printing and additive manufacturing. 2022. Vol. 9, № 2. P. 87–105. DOI; https://doi.org/10.1089/3dp.2021.0024
25. Кривошапко С., Алборова Л., Мамиева И. Оболочечные структуры: генезис, материалы и подвиды: Часть 1. Подвиды и направления // Academia. Архитектура и строительство. 2021. № 3. С. 125–134. DOI: https://doi.org/10.22337/2077-9038-2021-3-125-134
26. Hartog E. D. Prefabrication of concrete shells: Master’s Thesis; TUDelft; 2008. Retrieved on Jan 10, 2023. URL: https://resolver.tudelft.nl/uuid:c3a6fa8d-c613-4dd6-bcb9-960c83410254
27. Roosbroeck V.M. The Construction of prefab concrete shells, morphology-segmentation-material-production method: Master’s Thesis; TUDelft, 2006.
28. Schipper R., Vambersky J. Flexibles Schalungs system für zweifach gebogene Betonfertigteile. Bauverlag BV GmbH, 2010. ISSN 0373-4331
29. Harte A. Introduction to timber as an engineering material. ICE manual for construction materials. retrieved on Oct 10, 2023, 2009.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Вестник Инженерной школы ДВФУ
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
