墻柱鋼筋編織綁扎控制方案設(shè)計(jì)

姚雙瑞

摘 要：為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)公寓承重墻鋼筋編織綁扎的自動(dòng)化控制，提高鋼筋綁扎的速度與質(zhì)量。結(jié)合墻體內(nèi)部邊緣構(gòu)件特點(diǎn)，應(yīng)用SolidWorks 三維優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，對(duì)墻柱邊緣構(gòu)造鋼筋進(jìn)行綁扎，并制定了一套鋼筋編織綁扎自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：鋼筋構(gòu)造；綁扎控制；方案設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.262

1 緒論

隨著當(dāng)今社會(huì)高新科技的突飛猛進(jìn)，影響生產(chǎn)制造的各類問(wèn)題日益凸顯，為了能夠更好的解放發(fā)展生產(chǎn)力、提高生產(chǎn)效率、切實(shí)解決“用工荒”的難題，各大生產(chǎn)制造企業(yè)為了更好地謀求各方面的發(fā)展而絞盡腦汁。機(jī)械手在汽車制造行業(yè)最早得到了使用。在工業(yè)革命的推動(dòng)下，工業(yè)機(jī)械手的研制也開(kāi)始迎來(lái)了春天。人們通過(guò)不斷地學(xué)習(xí)與反復(fù)地實(shí)踐，使機(jī)械手的功能不僅僅只是焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)這些簡(jiǎn)單的操作，它的發(fā)展開(kāi)始延伸，逐步產(chǎn)生了就像人的大腦和手腳一樣的、能夠自動(dòng)支配動(dòng)作的功能。它除了能夠代替人類去完成許多危險(xiǎn)的、有毒有害的、低溫和高熱等環(huán)境特別惡劣的高難度工作之外，還可以代替人類完成各種各樣的比較繁重的、單調(diào)且重復(fù)性的乏味的工作，解放了人力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的同時(shí)也保證了產(chǎn)品的品質(zhì)。鋼筋編織綁扎機(jī)的出現(xiàn)與應(yīng)用，在很大的程度里提高了鋼筋綁扎的編織速度與質(zhì)量，同時(shí)又保證了綁扎的精準(zhǔn)度，并減輕了勞作者的生產(chǎn)強(qiáng)度，更為企業(yè)節(jié)約了一大部分的生產(chǎn)成本。盡管鋼筋雙層網(wǎng)編織扎技術(shù)在一定程度上仍存在一些局限性，但是它的出現(xiàn)對(duì)鋼筋行業(yè)所具有的重要意義不可磨滅。鋼筋雙層及多層網(wǎng)的編織綁扎是實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是未來(lái)鋼筋技術(shù)發(fā)展的一大突破口。

1.1 墻柱鋼筋編織綁扎的意義

用機(jī)械編織綁扎代替原來(lái)的人工勞作，大幅度的減輕了工作強(qiáng)度，減小了工人操作失誤，提高綁扎效率的同時(shí)也為企業(yè)節(jié)約了成本。通過(guò)畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)讓我更直接更深刻更廣泛的學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí)，對(duì)本專業(yè)之外的建筑方面的知識(shí)也有一定的了解；在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，培養(yǎng)了自己的實(shí)踐能力，讓我對(duì)畢業(yè)后對(duì)于從一名學(xué)生到一名工作人員的轉(zhuǎn)變有了心理上的準(zhǔn)備，讓自己的理論知識(shí)更加豐富。本次設(shè)計(jì)任務(wù)使我能夠?qū)σ恍┸浖辛诵碌恼J(rèn)識(shí)，操作方面也熟練極了（如繪聲繪影、XMind、SolidWorks），對(duì)本專業(yè)以外的建筑方面的知識(shí)從完全不懂到能夠獨(dú)立的去讀懂資料，看懂圖紙，并對(duì)課題進(jìn)行研究。設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行推敲，打磨，也鍛煉了提出、分析、解決問(wèn)題的能力。

2 墻柱編號(hào)及分類

墻柱作為剪力墻構(gòu)件的一部分，不能單獨(dú)存在。剪力墻中的暗柱為邊緣構(gòu)件的一種形式，主要作用是在墻平面內(nèi)彎矩作用時(shí)，承擔(dān)彎矩引起的拉和壓應(yīng)力。暗柱一般位于墻肢的端部，它的寬度和墻身的寬度是一樣的。剪力墻暗柱內(nèi)有縱筋，拉筋及箍筋，在抗震結(jié)構(gòu)中，柱的縱筋與箍筋共同形成一個(gè)鋼筋籠，對(duì)柱身混凝土加以約束。

3 墻柱內(nèi)部鋼筋編織綁扎控制方案設(shè)計(jì)

3.1 鋼筋綁扎的動(dòng)作流程

對(duì)于墻柱的綁扎編織，需要用到縱筋，箍筋，拉筋?？v筋是一根根的，我們不能按照人工的綁扎步驟進(jìn)行。由于墻柱是立體的，首先我們需要設(shè)置一個(gè)固定裝置，這個(gè)固定裝置的目的是為了控制縱筋在水平面上的空間位置。固定裝置就相當(dāng)于是一個(gè)定位支座，支座上面應(yīng)該有孔，孔與孔之間的間距需要按照構(gòu)造邊緣暗柱的內(nèi)部鋼筋排布構(gòu)造去設(shè)計(jì)，由前邊的設(shè)計(jì)知道，縱筋之間的間距要求為500mm，孔的大小就是縱筋的直徑的大小，即孔徑為14mm。

這個(gè)支座的作用有兩個(gè)：其一，縱筋從孔進(jìn)入支座，完成對(duì)縱筋的空間固定；其二，支座的另一端放上綁扎需要的箍筋。

對(duì)箍筋的設(shè)計(jì)：箍筋的作用就是實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋的綁扎。我們可以用市場(chǎng)上的編織好的成品箍筋。支座放好之后，我們開(kāi)始擺放箍筋，箍筋位于支座之上。

箍筋放好以后，下一步就是縱筋通過(guò)支座孔進(jìn)入，完成縱筋的空間排布。暗柱內(nèi)部底層的縱筋數(shù)目為6根，長(zhǎng)度為1000mm?？v筋在空間上的位置被固定好，下一步就是開(kāi)始對(duì)墻柱的綁扎。

作為底部加強(qiáng)區(qū)，綁扎箍筋由支座另一端開(kāi)始，在鋼筋頂部五厘米的地方綁扎第一根箍筋，然后在距離第一根箍筋100mm的地方綁扎第二根箍筋，在距離第二根箍筋100mm的地方綁扎第三根箍筋，依次綁扎直到綁扎完墻柱所需用的箍筋。

最后為綁扎編織結(jié)束后的墻柱鋼筋構(gòu)造，也是整個(gè)動(dòng)作流程的最后一步。

3.2 鋼筋綁扎控制方案

首先需要電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手將定位支座固定到指定的位置，然后機(jī)械手放箍筋在支座內(nèi)，人工將縱筋從一端插入支座孔內(nèi)，完成縱筋的空間定位。機(jī)械手推動(dòng)支座及箍筋到鋼筋的另一端，位移傳感器捕獲位置信號(hào)，當(dāng)箍筋到達(dá)縱筋端部5cm的地方，機(jī)械手完成對(duì)第一根箍筋的綁扎，緊接著位移傳感器檢測(cè)距離綁扎第一根箍筋100mm的地方，固定并綁扎第二根箍筋，依次距離第二根100mm的地方綁扎第三跟箍筋，直至綁扎完所需的箍筋數(shù)量。綁扎箍筋完成后，縱筋從支座孔內(nèi)取出，繼續(xù)完成新的鋼筋編織綁扎。

4 總結(jié)

傳統(tǒng)的人工綁扎鋼筋需要反復(fù)操作，才能完成擺放工作，綁扎起來(lái)相當(dāng)慢。相比之下 ，自動(dòng)化綁扎工作效率在一定程度上有所提高，生產(chǎn)質(zhì)量也得到了保障。該設(shè)計(jì)為鋼筋自動(dòng)化編織綁扎提供了可性行方案。

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指導(dǎo)老師：劉品瀟endprint