Методика визначення параметрів стрічкового опалубного модуля для будівельних вертикальних залізобетонних конструкцій
DOI:
https://doi.org/10.32347/st.2025.4.1901Ключові слова:
груповий опалубний модуль, стрічкова опалубка, щитова опалубка, дотичний відрив, ролик опалубки, монолітні пілони, технологічний цикл, оптимізація, MILP, BIM, SCADA, технологія монолітного будівництва, твердіння бетону, автоматизація опалубних системАнотація
У статті представлено розгорнуту методику визначення, аналізу та оптимізації параметрів стрічкового опалубного модуля, що застосовується для формування вертикальних залізобетонних конструкцій у складі групових механізованих систем. Особливу увагу приділено механіці взаємодії гнучкої формувальної стрічки з бетоном на ранніх стадіях твердіння, де ключовим фактором є дотичне відривне зусилля, яке залежить від діаметра та конфігурації роликової системи, ширини стрічки, висоти модуля, температурного режиму та кінетики набору міцності. Запропонована модель демонструє, що локалізована зона тангенціального відокремлення стрічки забезпечує суттєве зниження енерговитрат, мінімізацію пікових навантажень на бетон і зменшення ймовірності дефектів поверхні, що вигідно вирізняє стрічкову опалубку серед традиційних щитових систем.
Створено математичну модель технологічного потоку комплексу модулів на основі змішаного цілочислового лінійного програмування (MILP), яка дозволяє визначати оптимальні параметри частоти підйому, кількості модулів у роботі, раціональних діаметрів роликів та часових інтервалів бетонування відповідно до виробничих і технологічних обмежень. Варіаційні та статистичні розрахунки, виконані з урахуванням температурних коливань, марок бетону, реологічних змін і стохастичних відхилень процесу, підтвердили можливість стабільного функціонування системи за різних умов. Графічні залежності демонструють потенційне скорочення тривалості бетонування на 18–35 %, зниження відривних зусиль у 2–4 рази та підвищення оборотності формувальних модулів.
Результати дослідження становлять наукове підґрунтя для проєктування механізованих опалубних комплексів нового покоління, що здатні забезпечити підвищену продуктивність, якість формування та адаптивність до зовнішніх умов. Запропонована методика також створює передумови для побудови цифрових двійників технологічних процесів, впровадження систем автоматизованого моніторингу SCADA та інтеграції BIM-рішень у процес керування груповими стрічковими модулями.
Посилання
Tonkacheev G, Molodid OS and others (2024). Innovative technologies of frame construction. Study guide. Kyiv. Lira. 315.
Tonkacheev G. (2012). Functional-modular system of formation of construction equipment sets. monograph. 300.
Sharapa S.P., Tonkacheiev H.M., Lepska L.A. (2020). Methodology of construction technology. Education manual. Kyiv, KNUCA, 220. (in Ukrainian).
Rashkivskyi V., Dubovyk I., & Zaiets Y. (2023). Development of an information model of the mechanized construction process of vertical constructions. Girnichi, Budivels, Dorozhnii Ta meliorativni Mashini, (101), 36–43. https://doi.org/10.32347/gbdmm.2023.101.0303
Tonkacheiev H., Ignatenko O., Rashkivskyi V., Dubovyk I., Tryhub A., Sobko Yu. (2024). Development of the technology of crane-less lifting of long-span reinforced concrete and metal coatings. AD ALTA. Journal of Interdisciplinary Research (14/01-XL.), 271–275. https://doi.org/10.33543/j.140140.271275
Tonkacheev G., Rashkivskyi V., Rudnieva I., Dubovyk I. (2023). Investigation of labor intensity and duration of the assembly processes of structural covering blocks. Strength of Materials and Theory of Structures, No.110. DOI: 10.32347/2410-2547.2023.110.393-403
Panel formwork for walls and columns. URL : https://budhub.in.ua/blog/shchytova-opalubka-z-choho-skladajetsia-osoblyvosti-system
Tonkacheev G. and others (2014). Vertically movable formwork. Patent of Ukraine No. 94543 U. Bul . No.22, 25.11.2014.
Nicholas J. Carino , Hai S. Lew. (2001). The Maturity Method : From Theory this Application. Structures Congress & Exposition, ASCE. DOI: 10.1061/40558(2001)17. URL: https://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=8 6 0356
L. Wang and al. (2023). Prediction of concrete strength considering thermal history and maturity method. Construction and Building Materials, Vol. 408. URL: https://www. sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061823024959
I. Galobardes. (2015). Maturity method this predict the evolution of the properties of fresh "Concrete." Construction and Building Materials, URL: https://www.sciencedirect. com/science/article/abs/pii/S0950061814013403
J Y Zhang. (2008). New perspectives of maturity method and innovative approach this early age concrete strength prediction .” Canadian publication, URL: https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/accepted/?id=6a23ae64-1437-4893-bbcd-50a33d78769c
GS Ryu et al. (2024). Evaluation of Concrete Compressive Strength Prediction Using the Maturity Method Incorporating Various Curing Temperatures and Binder Compositions .” Materials, URL : https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/ articles/PMC11642691/
Peng X. and al. (2022). Predictive Modeling of Compressive Strength for Concrete at Very Early Age” Scientific Reports, DOI: 10.1038/s41598-022-08693-0. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih. gov/articles/PMC9320757/
Xu Y. and al. (2020). Compressive Strength Gain Behavior and Prediction of Durable Performance for Cement-Stabilized Macadam in Low Temperature Regions.” Journal of Materials, DOI: 10.1155/2020/2469436. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2020 / 2469436
Olar A. (2004). Implementation of the Maturity Method for Zero Slump Concrete Products.” PCI Journal, URL: https://www.pci.org/PCI/ PCI/Publications/PCI_Journal/Issues/2004/March-April/Implementation_of_the_Maturity_Method_for_Zero-Slump_Concrete_Products.aspx ( pci.org )
Aydin Shishegaran and al. (2020). High correlated variables creator machine : Prediction of the compressive strength of concrete .” arXiv preprint, URL: https://arxiv.org/abs/2009.06421
Hossein Moayedi and al. (2021). Analyzing Uniaxial Compressive Strength of Concrete Using a Novel Satin Bowerbird Optimizer .” arXiv preprint. URL: https://arxiv.org/abs/2103.15547
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Volodymyr Rashkivskyi, Oleksandr Makhynia, Iryna Dubovyk, Yuri Zaiet
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор(и) та Редакція згодні на те, що Редакція також матиме право:
- здійснювати необхідне оформлення Твору/Статті за результатами його редакційної обробки;
- визначати самостійно кількість видань, друк додаткових копій і тираж Твору/Статті, кількість копій окремих видань і додаткових тиражів;
- опублікування Твору/Статті в інших виданнях, пов’язаних з діяльністю Редакції
В журналі діє ліцензія CC BY 4.0
