CN101700697B - 多向受力塑料拉伸格栅、其制造方法及相应塑料板材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多向受力塑料拉伸格栅及其制作方法，用于土木工程中作为加筋加固材料或者用于建筑工程中作为防护和隔离材料。经过本发明提供的方法制作的多向受力塑料拉伸格栅为多方向、多条筋带相互交错形成的整体型网状结构，在一个节点同时承受纵向、横向、斜向等多个方向的载荷时，其连接的多条筋带能够更有效地分散载荷，从而使得该节点受到撕裂破坏的几率减少，同时其整体的结构强度增强，受力状态更为合理。本发明还公开了用于多向受力塑料拉伸格栅的塑料板材。
Description
技术领域
本发明涉及一种多向受力塑料拉伸格栅及其制作方法，用于土木工程中作为加筋加固材料或者用于建筑工程中作为防护和隔离材料。
背景技术
塑料拉伸格栅有多种生产方式，有的采用塑料条带焊接成井字形或者方形或者矩形结构，但是其节点强度很难满足施工要求，往往起不到加筋加固的作用，有的采用聚酯纤维或者玻璃纤维经过编织成井字形或者矩形结构，然后在其表面涂覆有机防护层的结构，这种结构的节点强度也很难满足工程对强度的需要，尤其很难起到整体加强的作用；有的采用塑料板材经过冲出整排的方形或矩形的孔，其孔的形状可以是多种形式，如圆形、椭圆形、方形、矩形等，经过纵向、横向逐步拉伸或者同步拉伸，从而得到井字形或者方形、矩形孔形状的网状格栅，这种格栅在承载能力方面比起上述焊接、编织形成的格栅具有了整体性好、节点强度高的效果，大大满足了工程对整体强度的要求。
但是，在工程应用中发现，实际载荷往往不只是纵横向施压，而上述所述各类格栅往往只能提供纵横两个方向的加强和支撑，对于来自斜向的载荷的支撑就会表现出极大的弱点，它们必须通过节点的直角抗剪作用宋传递和分散载荷，所以，节点也很容易遭到破坏。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种多向受力塑料拉伸格栅及其制作方法，能够承载纵向、横向、斜向受力，节点不易被撕裂破坏，受力状态更为合理。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种多向受力塑料拉伸格栅的制作方法，在塑料板材上冲出规则的孔阵列，或者通过其他挤出方式成型出具有规则的孔阵列的塑料板材，所述的孔阵列由分别向横向、纵向等距延伸排列的相同单元组成，将上述得到的设置有孔阵列的塑料板材分别向纵向拉伸、横向拉伸或者向纵向横向同时同步拉伸即得；
所述的单元内包含有呈八边形排列的8个孔，所述的8个孔分别位于八边形的8个顶点；
所述的单元内包含有呈梯形排列的4个孔，所述的4个孔分别位于梯形的4个顶点。
一种多向受力塑料拉伸格栅，由上述的制作方法制得。
因此，根据本发明，提供了一种多向受力塑料拉伸格栅的制作方法，其特征在于，在塑料板材上冲出规则的孔阵列，或者通过其他挤出方式成型出具有规则的孔阵列的塑料板材，所述的孔阵列由分别向横向、纵向等距延伸排列的相同单元组成，将上述得到的设置有孔阵列的塑料板材分别向纵向拉伸、横向拉伸或者向纵向横向同时同步拉伸即得；所述的单元内包含有呈八边形阵列的8个孔，所述的8个孔分别位于八边形的8个顶点。
根据本发明，还提供了一种用于制作多向受力塑料拉伸格栅的塑料板材，所述塑料板材具有规则的孔阵列，所述孔阵列由分别向横向、纵向等距延伸排列的相同单元组成，所述的单元内包含有呈八边形阵列的8个孔，所述的8个孔分别位于八边形的8个顶点。
根据本发明，还提供了一种多向受力塑料拉伸格栅，其特征在于，所述多向受力塑料拉伸格栅由根据如上所述的塑料板材分别向纵向拉伸、横向拉伸或者向纵向横向同时同步拉伸制得。
本发明中所阐述的“分别向纵向、横向等距延伸排列”是指纵向等间距延伸排列及横向等间距延伸排列，也包含纵向延伸排列的间距与横向延伸排列的间距相等的情况。
本发明所阐述的“规则的孔阵列”并不仅限于呈梯形排列的和呈八边形排列的孔阵列，还可以包含呈三角形排列的等其他形状规则排列的孔阵列，所以，本发明所要保护的多向受力塑料拉伸格栅包括但不限于本发明所阐述的以上几种结构的或类似结构的格栅材料。
本发明所提供的制作多向受力塑料拉伸格栅的方法采用在塑料板材上冲出规则的孔阵列或者通过其他挤出方式成型出具有规则的孔阵列的塑料板材，经过现有的拉伸处理，使孔和孔之间形成的削弱区的材料被拉伸，而至少三个孔之间形成的强化区的材料只能部分被拉伸，最后形成节点和筋带，具有梯形孔阵列的塑料板材拉伸后形成的一个节点最多连接六条筋带，而具有八边形孔阵列的塑料板材拉伸后形成的一个节点最多连接八条筋带，所以经过该方法制作的多向受力塑料拉伸格栅为多方向、多条筋带相互交错形成的整体型网状结构，在一个节点同时承受纵向、横向、斜向等多个方向的载荷时，其连接的多条筋带能够更有效地分散载荷，从而使得该节点受到撕裂破坏的几率减少，同时其整体的结构强度增强，受力状态更为合理。
附图说明
图1为具有呈八边形排列的孔阵列的板材的结构示意图；
图2为由图1所示的板材制得的格栅结构示意图；
图3为具有呈梯形排列的孔阵列的板材的结构示意图；
图4为由图3所示的板材制得的格栅结构示意图；
图5为具有呈菱形排列的孔阵列的板材的结构示意图；
图6为由图5所示的板材制得的格栅结构示意图；
图7为具有呈三角形排列的孔阵列的板材的结构示意图；
图8为由图7所示的板材制得的格栅结构示意图；
图9为传统方形格栅的一个单元受力状态示意图；
图10为图8所示格栅的一个单元受力状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
塑料板材的厚度一般不小于1mm，但不大于8mm，板材上所有的孔，孔径3-5mm，其任何相邻的两排孔之间的孔间距应该在孔径的1.5-3.0倍，上述塑料板材经过纵向拉伸、横向拉伸，或者纵向横向同时同步拉伸，拉伸倍率视材料不同而有所不同，聚丙烯一般在3.0-4.0倍，聚乙烯一般在2-3倍，但两个方向的拉伸倍率应该基本一致，或者纵向（首先进行拉伸的方向上）的拉伸倍率略大，在进行横向拉伸时有一定程度的松弛回弹，拉伸后形成的由多个节点和多条筋带连接的整体型网状结构材料即为本发明所阐述的多向受力塑料拉伸格栅。
实施例1：
如图1所示，通过挤出方式成型出由分别向横向、纵向等距延伸排列的相同单元组成的孔阵列的塑料板材，每个单元内包含有呈八边形排列的8个孔，所述的8个孔分别位于八边形的8个顶点，具体地说是8个孔的圆心分别位于菱形的8个顶点，其中所有的孔孔径均为5mm，每个八边形单元之间的行距9mm，列距为10mm，将上述得到的设置有孔阵列的塑料板材分别近似3倍地向纵向拉伸、横向拉伸，拉伸过程中，由于任意两孔之间形成的截面面积不同，在加工过程中承载能力就会有差别，则其截面面积较小的容易被拉开，而截面面积较大的则不容易被拉开，从而形成如图2所示的每个单元内包含有四个三角形的多向受力塑料拉伸格栅或者与其近似结构的格栅材料。
实施例2：
如图3所示，在塑料板材上冲出由分别向横向、纵向等距延伸排列的相同单元组成的孔阵列，每个单元内包含有呈梯形排列的4个孔，所述的4个孔分别位于梯形的4个顶点，具体地说是4个孔的圆心分别位于梯形的4个顶点，其中所有的孔孔径均为5mm，相邻两个梯形单元之间的行距和列距均为10mm，梯形的上底、下底和高分别是10mm、11mm、10mm，将上述得到的设置有孔阵列的塑料板材分别近似3倍地向纵向拉伸、横向拉伸，拉伸过程中，由于任意两孔之间形成的截面面积不同，在加工过程中承载能力就会有差别，则其截面面积较小的容易被拉开，而截面面积较大的则不容易被拉开，从而形成如图4所示的多向受力塑料拉伸格栅或者与其近似结构的格栅材料。
实施例3：
如图5所示，通过挤出方式成型出由分别向横向、纵向等距延伸排列的相同单元组成的孔阵列的塑料板材，每个单元内包含有呈菱形排列的4个孔，所述的4个孔分别位于菱形的4个顶点，具体地说是4个孔的圆心分别位于菱形的4个顶点，其中所有的孔孔径均为4mm，每个菱形单元之间的行距10mm，列距为10mm，将上述得到的设置有孔阵列的塑料板材分别近似4倍地向纵向横向同时同步拉伸，拉伸过程中，由于任意两孔之间形成的截面面积不同，在加工过程中承载能力就会有差别，则其截面面积较小的容易被拉开，而截面面积较大的则不容易被拉开，从而形成如图6所示的每个单元内包含有四个三角形的多向受力塑料拉伸格栅或者与其近似结构的格栅材料。
实施例4：
如图7所示，在塑料板材上冲出由分别向横向、纵向等距延伸排列的相同单元组成的孔阵列，每个单元内包含有呈三角形排列的3个孔，所述的3个孔分别位于三角形的3个顶点，具体地说是3个孔的圆心分别位于三角形的3个顶点，其中所有的孔孔径均为5mm，每个三角形单元之间的行距10，列距为8mm，将上述得到的设置有孔阵列的塑料板材分别近似4倍地向纵向横向同时同步拉伸，拉伸过程中，由于任意两孔之间形成的截面面积不同，在加工过程中承载能力就会有差别，则其截面面积较小的容易被拉开，而截面面积较大的则不容易被拉开，从而形成如图8所示的三角形与菱形交叉存在的多向受力塑料拉伸格栅或者与其近似结构的格栅材料。
对于传统的方形格栅来说，在承受来自斜向的载荷时，需要通过节点以90°夹角分别向两个方向的筋带传递，而该节点承受的扭矩会很大，节点就存在较大撕裂的可能；如图9所示，在同时受到来自斜向和直向的两个相同的荷载f时，其所对应的筋带除承受来自直向的拉力f外，还要承受斜向荷载在该方向上的分力F，其合力f+F约为直向力f的170％，其节点容易被撕裂破坏。
本发明所阐述的多向受力塑料拉伸格栅，在承受斜向的载荷时能够直接沿斜向和45°夹角分别向三个以上的方向传递，更有效地分散载荷，而且夹角比较小，不容易产生节点撕裂现象；而如图10所示，在同时承受来自斜向和直向的两个相同的载荷时，其所对应的筋带只需要承受直线传递过来的拉力f，其节点没有增加的传递扭矩，不容易产生节点撕裂现象，大大减少了节点破坏的几率，其受力结构更合理。
Claims (3)
1.一种多向受力塑料拉伸格栅的制作方法，其特征在于，在塑料板材上冲出规则的孔阵列，或者通过其他挤出方式成型出具有规则的孔阵列的塑料板材，所述的孔阵列由分别向横向、纵向等距延伸排列的相同单元组成，将上述得到的设置有孔阵列的塑料板材分别向纵向拉伸、横向拉伸或者向纵向横向同时同步拉伸即得；所述的单元内包含有呈八边形阵列的8个孔，所述的8个孔分别位于八边形的8个顶点。
2.一种用于制作多向受力塑料拉伸格栅的塑料板材，所述塑料板材具有规则的孔阵列，所述孔阵列由分别向横向、纵向等距延伸排列的相同单元组成，所述的单元内包含有呈八边形阵列的8个孔，所述的8个孔分别位于八边形的8个顶点。
3.一种多向受力塑料拉伸格栅，其特征在于，所述多向受力塑料拉伸格栅由根据权利要求2所述的塑料板材分别向纵向拉伸、横向拉伸或者向纵向横向同时同步拉伸制得。
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