Experimental and numerical study of full-scale reinforced concrete beams with 3DCP permanent formwork
ID елемента: 21580
2026/05/01
Цитування
eNUPPIR (). Experimental and numerical study of full-scale reinforced concrete beams with 3DCP permanent formwork. https://enuppir.politeh.duckdns.org/item/21580
eNUPPIR. "Experimental and numerical study of full-scale reinforced concrete beams with 3DCP permanent formwork." Web. . <https://enuppir.politeh.duckdns.org/item/21580>.
eNUPPIR. "Experimental and numerical study of full-scale reinforced concrete beams with 3DCP permanent formwork." Accessed . https://enuppir.politeh.duckdns.org/item/21580.
Скопійовано в буфер обміну
Властивості
Назва
Англійська
Experimental and numerical study of full-scale reinforced concrete beams with 3DCP permanent formwork
Українська
Експериментально-чисельне дослідження повномасштабних залізобетонних балок із 3D-друкованою незнімною опалубкою
Опис
Англійська
The performance of a box-type permanent 3DCP formwork for full-scale reinforced concrete beams was assessed through experimental testing and numerical analysis. Eight beams were tested under four-point bending to examine the contribution of the printed shell to stiffness, crack development, and load-bearing capacity. The specimens exhibited a flexural–shear failure mechanism, while no delamination between the printed shell and the cast-in-place core was observed. A nonlinear finite element model was calibrated against the experimental load–deflection responses and then used for comparative simulations. The predicted ultimate load was 81.9 kN for beams with 3DCP formwork and 77.1 kN for a numerically simulated reference beam without formwork. An energy-based assessment showed that the total strain energy decreased to 49.64 % at the same load level, indicating increased stiffness and improved efficiency of the composite cross-section.
Українська
У статті наведено оцінку ефективності коробчастої незнімної опалубки, виготовленої за технологією 3D-друку бетону, для повномасштабних залізобетонних балок шляхом її експериментально-теоретичного аналізу. В роботі встановлено вплив 3D-друкованої оболонки на жорсткість, тріщиностійкість і граничну несучу здатність при чотириточковому згині, а також виконано чисельну верифікацію результатів та оцінку за енергетичним критерієм. Проведено повномасштабне випробування 8 балок однакової геометрії (L=3220 мм, b=200 мм, h=320 мм) із бетонним ядром класу C20/25 та 3D-друкованою оболонкою, матеріальні характеристики якої прийнято за попереднім експериментальним дослідженням і наближено до класу C16/20. Розглянуто зразки з малим поперечним армуванням, без поперечного армування, а також з поперечим армуванням та локальними пошкодженнями оболонки. Візуальні спостереження підтвердили згинно-зсувний механізм руйнування з домінуючою похилою тріщиною в приопорній зоні та відсутність протяжної деламінації оболонки від ядра. Порівняння з нормативними показниками міцності показало близькі розрахункові рівні за згином (MRd 34.2 кНм для RC+3DCP та 32.7 кНм для RC) і суттєву різницю за поперечною силою. Нелінійні моделі з мікроплощинною моделлю бетону відтворили огинаючу експериментальних кривих; гранична сила становила 81.9 кН для варіанта з опалубкою та 77.1 кН без опалубки. Енергетичний аналіз за критерієм Василькова–Шмуклера показав концентрацію щільності потенційної енергії деформації у зонах тріщиноутворення та зменшення сумарної енергії для бетонного ядра з друкованою опалубкою до 49.64% в порівнянні з чисто бетонною конструкцією при однакових зовнішніх діях, що інтерпретується як підвищення жорсткості і ефективніша зсувна робота композитного перерізу. Результати обґрунтовують доцільність застосування 3D-друкованої опалубки та окреслюють кроки до масштабування рішення на повторювані елементи і вузли каркасних систем.
Автор
Англійська
Reznik, Petro
Англійська
Volodymyrov, Anton
Англійська
Alataiev, Dzhamaldii
Англійська
Maksymenko, Vladyslav
Українська
Резнік, Петро
Українська
Володимиров, Антон
Українська
Алатаєв, Джамалдій
Українська
Максименко, Владислав
Тематика
Англійська
3D concrete printing (3DCP)
Англійська
permanent formwork
Англійська
reinforced concrete beam
Англійська
finite element method
Англійська
strain energy
Українська
3D-друк бетону
Українська
незнімна опалубка
Українська
залізобетонна балка
Українська
метод скінченних елементів
Українська
отенційна енергія деформації
Видавництво
Англійська
National University «Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic»
Тип
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
Англійська
peer-reviewed article
Українська
рецензована стаття
Формат
application/pdf
Ідентифікатор
https://journals.nupp.edu.ua/znp/article/view/4215
10.26906/znp.2025.65.4215
Джерело
Англійська
Academic journal. Industrial Machine, Building Civil Engineering; Vol. 2 No. 65 (2025): ACADEMIC JOURNAL Industrial Machine Building, Civil Engineering; 97-108
Українська
Збірник наукових праць. Галузеве машинобудування, будівництво; Том 2 № 65 (2025): Збірник наукових праць Галузеве машинобудування будівництво; 97-108
2518-1106
2409-9074
10.26906/znp.2025.65
Мова
en
Відношення
https://journals.nupp.edu.ua/znp/article/view/4215/3523
Права
Англійська
Copyright (c) 2025 Petro Reznik, Anton Volodymyrov, Dzhamaldii Alataiev, Vladyslav Maksymenko
Англійська
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Інформація про метадані
Створено
2026-5-1 07:20
Остання зміна
2026-5-1 07:20
ID елемента
#21580