11月6日，美国麻省理工学院工程研究团队发布新型织物模板混凝土梁研究成果，利用计算优化设计与缝制棉布模板，成功制作出长3米的钢筋混凝土试验梁。与按相同承载要求设计的传统梁相比，新结构仅使用约三分之一的混凝土和一半的钢筋。研究成果发表于《建筑工程杂志》，目前完成了原型制造与使用荷载条件下的性能测试。

研究团队结合图解静力学与拓扑优化技术设计梁体结构。图解静力学用于确定钢筋布置路径，使钢筋沿长度方向承担相对均匀的荷载；拓扑优化则确定混凝土材料的必要分布区域。最终梁体由顶部受压部分、倾斜连接支腿及底部钢筋承载部分组成，通过减少低受力区域的混凝土用量降低整体材料消耗。

在模板制造环节，研究人员开发了自动化布料裁片生成方法，将三维梁体模型转换为二维织物裁剪图案，并将湿混凝土浇筑时的织物变形纳入计算。团队分别制作了由36片、56片和76片织物组成的三套模板，通过三维扫描比较浇筑梁体与原始设计的形状偏差。测试结果显示，56片织物组成的模板在几何精度、加工时间及装配复杂度之间取得较好的平衡。

研究人员采用含砂量较高、骨料颗粒较小的混凝土配合比，以适应梁体内部较窄的倾斜通道。浇筑时，通过人工分层填充、敲击及揉压织物外表面完成混凝土密实作业。三根试验梁的表面均未出现明显织物褶皱，但底部存在一定程度下垂，部分倾斜支腿向内变形。

在结构性能测试中，研究团队将36桶装水逐步加载至其中一根试验梁，最大测试荷载达到设计荷载的约30%。测试人员通过精密位移测量装置记录梁体受载及卸载过程中的变形，测得的跨中挠度与计算模型预测结果相差约2%，验证了该设计方法对使用荷载下结构变形的预测能力。

研究团队还对单根织物模板混凝土梁与传统梁进行了成本比较。按照全球南方地区的材料及人工成本条件，三种织物模板方案的估算成本比传统方案降低约10%至20%；在人工成本较高的全球北方地区，织物模板方案的估算成本则提高约16%至55%。相关计算覆盖单件梁体制造，研究团队将异形外露梁、屋面及大跨度框架、人行结构与景观构件列为潜在应用对象。

该研究是在团队此前1.2米试验梁基础上扩大至3米的原型验证，下一阶段计划对多根试验梁开展加载至破坏的试验，以取得结构极限承载能力及破坏行为数据。研究获得美国国家科学基金会部分资助，论文由Mark Hellrich、Josephine Carstensen及Jackson Jewett等研究人员共同完成。