一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法

本发明属于砌体施工，尤其是涉及一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法。

背景技术：

1、砌体结构历史悠久，在国内外都有大量的名胜古迹属于砌体结构，在上世纪砌体结构曾广泛应用于中国各地。然而，由于其脆性破坏、整体性差及抗震性能弱等缺点，如今已经慢慢被混凝土结构和钢结构所取代，大部分应用于建筑分隔墙。此外，由于其施工效率低，离散性大，过分依赖工人经验，以及随着时代发展劳动力成本增加，砌体墙的施工已成为一个突出的工程问题。

2、为此，许多人提出应用机械臂来模拟人工，从而自动化砌筑墙体，但仍有几个问题还没有解决。首先，砌筑砂浆在硬化前受到重力而产生的横向变形，而变形后的砂浆将会带动上层的砖块偏移，从而导致墙体的倾斜，进而影响结构性能。过去常常依靠工人的经验进行调整，尽量保证结构的精度。但是机械臂缺无法依靠经验进行调整，只能依靠人们不断调整命令来尝试实现自动化砌筑墙体，但是会局限于特定的砂浆配方，并且经常由于材料的离散性导致砌筑效果不理想。其次，砌体结构的脆性并没有得到很好地改善，现阶段针对砌体结构的提升大多停留在面层加固，对于新兴砌体结构的增强方法较少。

3、cn111549937b公开了一种环保、高延性保温隔热组合砌体墙及其施工方法，其中组合砌体墙包括pva纤维混凝土多孔砖，粘贴在墙体外侧的保温板，设置于保温板外侧的环保高韧性水泥基材料预制板，设置于高韧性水泥基材料预制板外侧的饰面涂层。该发明虽然可提高砌体墙结构的施工进度，增加墙体的抗弯、抗剪、抗腐蚀、抗冻以及抗震性能，但是仍需要人工经验及时调整各多孔砖的砌筑方位等等难以实现自动化。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，该施工方法利用高韧性混凝土预制的环箍固定相邻砌块的位置，并通过其提供的环向约束作用，来提升砌体结构的性能，且又可以实现自动化砌筑的施工方法具有重要工程意义。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，该施工方法包括以下步骤：

4、s1：3d打印使用高韧性混凝土预制环箍，也可采用其他方法布置，但是3d打印技术可以节约模板成本，施工效率高，可以适用于大部分尺寸的预制；

5、如果墙体尺寸过大，可以分块打印，在施工现场拼接成一个完整的环箍。其中，环箍整体性越好，则对结构提升的效果越好。并且拼接而成的环箍并不会对砌体结构施工产生负面影响；

6、s2：在楼板底层布置第一层环箍，底层布置环箍而非砌块，可以大大提升墙体与楼板之间的连接，防止地震中常见的平面内倾覆破坏和平面外倒塌破坏；

7、s3：向s2布置的环箍内灌注砌筑砂浆；

8、s4：在环箍上固定砌块并与s3中的砌筑砂浆粘结，砌块通过相邻的环箍固定，使其不会随着上部荷载的增加而产生偏移，确保施工精度。

9、s5：接着在s4中的砌块上布置另一层环箍，并重复s3-s5步骤，进行砌体墙自动化砌筑。。

10、进一步地，在步骤s1中，所述高韧性混凝土为钢纤维混凝土、高分子量聚合物纤维混凝土、碳纤维混凝土、玄武岩纤维混凝土、玻璃纤维混凝土或混杂纤维混凝土中的一种或多种。

11、进一步地，在步骤s1中，所述高韧性混凝土环箍的形状包括但不限于矩形、三角形或六边形。

12、进一步地，在步骤s2中，环箍的布置方式可根据实际施工要求进行调整。

13、进一步地，在步骤s3中，所述砌筑砂浆为普通砂浆、纤维增强水泥基复合材料或高性能混凝土中的一种或多种，砌筑砂浆的选取有很大选择空间，并不局限于几种传统的砌筑砂浆，这将会对不同国家地区的工程具有重要意义。

14、进一步地，在步骤s3中，灌注方式为人工灌注或机器自动化灌注。

15、进一步地，在步骤s4中，所述砌块为烧结黏土砖、混凝土砌块或其他异性砌块中的一种或多种。

16、进一步地，在步骤s4中，砌筑方式为人工砌筑或机械臂建造。

17、进一步地，在步骤s5中，在砌块上可以布置多个不同样式环箍，同一平面内，放置多个、不同尺寸的环箍，形成平面内的分层效果，进一步提升结构性能。

18、进一步地，在步骤s5中，在砌块上布置环箍时同时在竖缝上部设置环箍，诱导层间的裂缝偏转，提高结构韧性。

19、进一步地，如果施工条件允许，建议形成建筑平面内闭环的环箍，每一砂浆层都会起到圈梁的作用，如此经过多层圈梁的增强，结构整体性和抗震性能将会实现质的飞跃。

20、与现有技术相比，本发明具有以下效益：

21、(1)可以减少砌筑过程中对于“施工经验”的依赖，实现高效率砌筑墙体，甚至真正意义上实现自动化砌筑墙体墙。

22、(2)减少甚至消除对砌筑砂浆的限制。以往对于砌筑砂浆的工作性能进行限制，而对其力学性能的指标产生了约束。而本专利提出的施工方法，可以选取大量砌筑砂浆，进而选取符合满足结构要求及施工成本的合适砂浆。

23、(3)对砌体结构力学性能产生明显提升，在竖向荷载作用下，砌块和砂浆都会产生横向变形，而环箍内的环向应力会对其产生约束作用，提升结构的力学性能。

24、(4)通过环箍的形状、数量及布置进一步提升砌体结构的力学性能。在每一层设置多个环箍可以形成平面内的分层效果；竖缝位置为结构中的薄弱面，可以在其上部设置环箍，从而诱导层间裂缝偏转。

25、(5)通过砌体结构中所有墙体的同步建造，增强墙体间的连接。以往的墙体砌筑大多都是一面墙一面墙的逐个建造，墙体之间的连接弱，共同工作性能差。而本专利提供的施工方法可以实现所有墙体同步建造，并在每一砂浆层都行成类似于圈梁的效果，对砌体结构整体抗震性能具有飞跃式的提升。

26、(6)可以实现工程中的分级设计，并具有重要的工程意义。在以较小的材料成本，预制出高韧性混凝土的环箍实现自动化建造，从而省去昂贵的劳动力成本，并大大的缩短施工周期。与此同时，针对不同结构需求的建筑，可以通过增加每一层环箍数量和布置，或者选取性能更好的砌筑砂浆，实现不同级别力学性能的墙体设计与建造，以满足工程中不同结构的需求。

技术特征：

1.一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，在步骤s1中，所述高韧性混凝土为钢纤维混凝土、高分子量聚合物纤维混凝土、碳纤维混凝土、玄武岩纤维混凝土、玻璃纤维混凝土或混杂纤维混凝土中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，在步骤s1中，所述高韧性混凝土环箍的形状包括矩形、三角形或六边形。

4.根据权利要求1所述的一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，在步骤s2中，环箍的布置方式可根据实际施工要求进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，在步骤s3中，所述砌筑砂浆为普通砂浆、纤维增强水泥基复合材料或高性能混凝土中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，在步骤s3中，灌注方式为人工灌注或机器自动化灌注。

7.根据权利要求1所述的一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，在步骤s4中，所述砌块为烧结黏土砖、混凝土砌块或其他异性砌块中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，在步骤s4中，砌筑方式为人工砌筑或机械臂建造。

9.根据权利要求1所述的一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，在步骤s5中，在砌块上可以布置多个不同样式环箍。

10.根据权利要求1所述的一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征在于，在步骤s5中，在砌块上布置环箍时同时在竖缝上部设置环箍。

技术总结
本发明涉及一种利用环箍辅助实现高性能砌体墙自动砌筑的施工方法，其特征该施工方法包括以下步骤：S1：3D打印预制高韧性混凝土环箍；S2：在楼板底层布置环箍；S3：向S2布置的环箍内灌注砌筑砂浆；S4：在环箍上固定砌块并与S3中的砌筑砂浆粘结；S5：接着在S4中的砌块上布置环箍，并重复S3‑S5步骤。与现有技术相比，本发明减少砌筑过程中对于“施工经验”的依赖，实现高效率砌筑墙体，环箍内的环向应力会对其产生约束作用，提升结构的力学性能。

技术研发人员：蒋芳明,余江滔
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16