墻柱鋼筋編織綁扎控制方案設計

姚雙瑞

摘 要：為了能夠實現對公寓承重墻鋼筋編織綁扎的自動化控制，提高鋼筋綁扎的速度與質量。結合墻體內部邊緣構件特點，應用SolidWorks 三維優化設計軟件，對墻柱邊緣構造鋼筋進行綁扎，并制定了一套鋼筋編織綁扎自動化控制的設計方案。

關鍵詞：鋼筋構造；綁扎控制；方案設計

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

1 緒論

隨著當今社會高新科技的突飛猛進，影響生產制造的各類問題日益凸顯，為了能夠更好的解放發展生產力、提高生產效率、切實解決“用工荒”的難題，各大生產制造企業為了更好地謀求各方面的發展而絞盡腦汁。機械手在汽車制造行業最早得到了使用。在工業革命的推動下，工業機械手的研制也開始迎來了春天。人們通過不斷地學習與反復地實踐，使機械手的功能不僅僅只是焊接、噴漆、上下料和搬運這些簡單的操作，它的發展開始延伸，逐步產生了就像人的大腦和手腳一樣的、能夠自動支配動作的功能。它除了能夠代替人類去完成許多危險的、有毒有害的、低溫和高熱等環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、單調且重復性的乏味的工作，解放了人力，提高勞動生產率的同時也保證了產品的品質。鋼筋編織綁扎機的出現與應用，在很大的程度里提高了鋼筋綁扎的編織速度與質量，同時又保證了綁扎的精準度，并減輕了勞作者的生產強度，更為企業節約了一大部分的生產成本。盡管鋼筋雙層網編織扎技術在一定程度上仍存在一些局限性，但是它的出現對鋼筋行業所具有的重要意義不可磨滅。鋼筋雙層及多層網的編織綁扎是實現起來比較困難的環節，同時也是未來鋼筋技術發展的一大突破口。

1.1 墻柱鋼筋編織綁扎的意義

用機械編織綁扎代替原來的人工勞作，大幅度的減輕了工作強度，減小了工人操作失誤，提高綁扎效率的同時也為企業節約了成本。通過畢業課題的設計讓我更直接更深刻更廣泛的學習了專業知識，對本專業之外的建筑方面的知識也有一定的了解；在做設計的過程中，培養了自己的實踐能力，讓我對畢業后對于從一名學生到一名工作人員的轉變有了心理上的準備，讓自己的理論知識更加豐富。本次設計任務使我能夠對一些軟件有了新的認識，操作方面也熟練極了（如繪聲繪影、XMind、SolidWorks），對本專業以外的建筑方面的知識從完全不懂到能夠獨立的去讀懂資料，看懂圖紙，并對課題進行研究。設計過程中通過運用所學的專業知識進行推敲，打磨，也鍛煉了提出、分析、解決問題的能力。

2 墻柱編號及分類

墻柱作為剪力墻構件的一部分，不能單獨存在。剪力墻中的暗柱為邊緣構件的一種形式，主要作用是在墻平面內彎矩作用時，承擔彎矩引起的拉和壓應力。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。剪力墻暗柱內有縱筋，拉筋及箍筋，在抗震結構中，柱的縱筋與箍筋共同形成一個鋼筋籠，對柱身混凝土加以約束。

3 墻柱內部鋼筋編織綁扎控制方案設計

3.1 鋼筋綁扎的動作流程

對于墻柱的綁扎編織，需要用到縱筋，箍筋，拉筋。縱筋是一根根的，我們不能按照人工的綁扎步驟進行。由于墻柱是立體的，首先我們需要設置一個固定裝置，這個固定裝置的目的是為了控制縱筋在水平面上的空間位置。固定裝置就相當于是一個定位支座，支座上面應該有孔，孔與孔之間的間距需要按照構造邊緣暗柱的內部鋼筋排布構造去設計，由前邊的設計知道，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。

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

對箍筋的設計：箍筋的作用就是實現對鋼筋的綁扎。我們可以用市場上的編織好的成品箍筋。支座放好之后，我們開始擺放箍筋，箍筋位于支座之上。

箍筋放好以后，下一步就是縱筋通過支座孔進入，完成縱筋的空間排布。暗柱內部底層的縱筋數目為6根，長度為1000mm。縱筋在空間上的位置被固定好，下一步就是開始對墻柱的綁扎。

作為底部加強區，綁扎箍筋由支座另一端開始，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。

最后為綁扎編織結束后的墻柱鋼筋構造，也是整個動作流程的最后一步。

3.2 鋼筋綁扎控制方案

首先需要電機帶動機械手將定位支座固定到指定的位置，然后機械手放箍筋在支座內，人工將縱筋從一端插入支座孔內，完成縱筋的空間定位。機械手推動支座及箍筋到鋼筋的另一端，位移傳感器捕獲位置信號，當箍筋到達縱筋端部5cm的地方，機械手完成對第一根箍筋的綁扎，緊接著位移傳感器檢測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量。綁扎箍筋完成后，縱筋從支座孔內取出，繼續完成新的鋼筋編織綁扎。

4 總結

傳統的人工綁扎鋼筋需要反復操作，才能完成擺放工作，綁扎起來相當慢。相比之下 ，自動化綁扎工作效率在一定程度上有所提高，生產質量也得到了保障。該設計為鋼筋自動化編織綁扎提供了可性行方案。

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指導老師：劉品瀟endprint