CN104746498B

CN104746498B - 四向格栅

Info

Publication number: CN104746498B
Application number: CN201310752521.8A
Authority: CN
Inventors: 王学文; 杜立琪; 王敦圣
Original assignee: TAI'AN MODERN PLASTIC CO Ltd
Current assignee: TAI'AN MODERN PLASTIC CO Ltd
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2018-11-06
Anticipated expiration: 2033-12-31
Also published as: WO2015101287A1; CN104746498A

Abstract

本发明提供了一种四向格栅，所述四向格栅包括：多个节点和多个筋条，所述节点和所述筋条连接形成多个矩形单元，每个所述矩形单元包括：位于矩形的四个顶点的四个第一节点、和位于矩形的对角线交点的第二节点，每个所述矩形单元还包括：位于矩形的边的方向上并连接相邻两个第一节点的第一筋条、位于矩形每边的中点的第三节点、位于矩形的对角线上的第二筋条、以及经过所述第二节点并连接各所述第三节点的第三筋条；其中，各所述节点的厚度均大于各所述筋条的厚度。本发明增加了格栅和填料之间的摩阻力，增加了格栅对填料的抗剪切力。

Description

四向格栅

技术领域

本发明涉及一种网状塑料拉伸结构，具体而言涉及一种四向格栅。

背景技术

土木工程中，格栅或地栅作为加筋或加固材料或者格栅或地栅作为保护和隔离材料用于建筑工程中。

现在国际上应用于土木工程建设中作为加筋加固材料的塑料网状结构材料有多种，比如，通过挤出热塑性塑料直接成型的网状材料，一般抗拉强度较低，且伸长率较大，很难满足工程需求；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、横向拉伸，从而得到方形、矩形孔形状的拉伸网状材料，这种材料具有了整体性好、强度高而伸长率低的效果，较大程度的满足了工程对整体强度的要求；但是，在工程应用中发现，实际荷载往往不只是纵横向施压，而上述所述各类网状材料往往只能提供纵横两个方向的加强和支撑，对于来自于斜向的荷载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来传递和分散荷载，所以，节点也很容易遭到破坏。

目前的拉伸网状结构材料，至少存在以下问题：格栅的节点容易遭到破坏，从而导致格栅不耐土层的切向力。

发明内容

本发明提供一种四向格栅，以解决现有的格栅的节点容易遭到破坏、不耐土层的切向力的问题。

为此，本发明提出一种四向格栅，所述四向格栅包括：多个节点和多个筋条，

所述节点和所述筋条连接形成多个矩形单元，

每个所述矩形单元包括：位于矩形的四个顶点的四个第一节点、和位于矩形的对角线交点的第二节点，矩形的相邻两个第一节点的连线为矩形的边，每个所述矩形单元还包括：位于矩形的边的方向上并连接相邻两个第一节点的第一筋条、位于矩形每边的中点的第三节点、位于矩形的对角线上的第二筋条、以及经过所述第二节点并连接各所述第三节点的第三筋条；

所述节点包括：所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点；

所述筋条包括：所述第一筋条、所述第二筋条和所述第三筋条；

其中，各所述节点的厚度均大于各所述筋条的厚度。

进一步地，所述第一节点和所述第二节点的大小以及厚度相同。

进一步地，所述第一节点和所述第二节点的面积大于所述第三节点。

进一步地，所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点的厚度相同，各所述矩形的边平行或垂直所述四向格栅的长度方向。

进一步地，所述第二筋条是扭曲的，所述矩形单元的形状为正方形。

进一步地，所述第一节点和所述第二节点上设有安装孔。

进一步地，所述第一节点与所述第三节点的面积比为2.1:1至2.9:1，各节点的顶面高于各筋条的顶面的最高点，各节点的底面的低于各筋条的底面的最低点。

进一步地，各所述筋条与各所述节点相交处有一个厚度增加的隔离过渡区，各所述隔离过渡区为扇形，所述隔离过渡区隔离开相邻各所述筋条的连接，所述隔离过渡区的厚度大于各所述筋条的厚度。

进一步地，各所述隔离过渡区未与相邻筋条端部的隔离过渡区相交。

进一步地，相邻各所述隔离过渡区相交，但各所述筋条互不相交。

由于各节点的厚度大于各筋条的厚度，当格栅埋在土层或土壤中时，各节点的厚度使格栅与填料之间不仅形成水平方向的抗拉或固定的结构，在填料有水平滑移倾向时，不仅各筋条产生平面摩擦力，而且各节点产生垂直方向的阻力、以及平面摩擦力，从而增加格栅和填料之间的摩阻力和阻力，抵消使格栅脱出的拉拔力，使格栅更不容易脱出。

进而，第一节点和所述第二节点大于所述第三节点，这样，由于大小节点的摩阻力不同，在填料有滑移或沉降倾向时，格栅出现受力不均衡的状况，从而抵消一部分微小变形，增加格栅整体的稳定性。

进而，第一节点和所述第二节点上设有安装孔，可以安装上配重或其它功能元件，在填海工程中，可使格栅沉于水底；形成立体格栅效果，安装和使用更加方便。

进而，第二筋条为扭曲的，也明显的增加了格栅和填料之间的摩阻力，增加了格栅对填料的抗剪切力。

进而，各筋条与各节点相交处有一个厚度增加的隔离过渡区，隔离过渡区隔离开相邻各所述筋条的连接，从而为各节点的厚度的增加提供了制作上的保证。

附图说明

图1为本发明第一实施例的热塑性塑料板材未拉伸前的结构示意图；

图2为本发明第一实施例的热塑性塑料板材在拉伸过程中的结构示意图；

图3为本发明第一实施例的热塑性塑料板材在拉伸后形成的四向格栅的结构示意图；

图4为本发明第二实施例的热塑性塑料板材未拉伸前的结构示意图；

图5为本发明第二实施例的热塑性塑料板材在拉伸过程中的结构示意图；

图6为本发明第二实施例的热塑性塑料板材在拉伸后形成的四向格栅的结构示意图；

图7为本发明第一实施例的四向格栅的过渡区结构示意图。

附图标号说明：

11第一节点 12第一节点 13第一节点 14第一节点 21第二节点 211隔离过渡区31第三节点 32第三节点 33第三节点 34第三节点 41第一筋条 42第一筋条 43第一筋条44第一筋条 51第二筋条 52第二筋条 61第三筋条 62第三筋条 81拉伸孔

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。

图3和图6分别示出了两种四向格栅，这两种四向格栅的主要区别在于：筋条的角度有45度的变化，即图3的四向格栅单元在平面上转动45度角后，即形成了图6的四向格栅单元，两种不同角度的四向格栅单元在结构上是相同或类似的，但实际铺设时，由于格栅的铺设方向使得不同角度的四向格栅单元形成连接后，与格栅的整体长度方向或宽度方向形成一定的位置对应，因而，图3和图6的两种四向格栅的抗拉作用力的方向或与填充物的作用力方向有所区别。

如图3和图6所示，根据本发明实施例的四向格栅包括：多个节点和多个筋条，

所述节点和所述筋条连接形成多个矩形单元，所述节点包括：所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点；所述筋条包括：所述第一筋条、所述第二筋条和所述第三筋条；

每个所述矩形单元包括：位于矩形的四个顶点的四个第一节点、和位于矩形的对角线交点的第二节点21，四个第一节点分别为第一节点11、第一节点12、第一节点13和第一节点14，第二节点的数目为一个；

矩形的相邻两个第一节点的连线为矩形的边，每个所述矩形单元还包括：位于矩形的边的方向上并连接相邻两个第一节点的第一筋条、位于矩形每边的中点的第三节点、位于矩形的对角线上的第二筋条、以及经过所述第二节点并连接各所述第三节点的第三筋条；

其中，第三节点的数目为四个，分别为第三节点31、第三节点32、第三节点33、第三节点34，第一筋条的数目为四个，分别为第一筋条41、第一筋条42、第一筋条43、第一筋条44，第一筋条的长度为矩形的边长；第二筋条的数目为两个，分别为第二筋条51和第二筋条52，第二筋条的长度为矩形的对角线长度，第三筋条数目为两个，分别为第三筋条61和第三筋条62，第三筋条的长度为矩形的边长；各所述节点的厚度均大于各所述筋条的厚度。

所述矩形单元的形状为正方形，这样，四向格栅内部的节点和筋条的配置较为规则，便于制作。进一步地，所述第一节点11和所述第二节点21的大小以及厚度相同，这样便于制作。

进一步地，所述第一节点11和所述第二节点21大于所述第三节点31。也就是，矩形的顶点节点和中心点节点的面积大于矩形的每边的中点节点的面积。大节点（第一节点和所述第二节点）连接8条筋条；小节点（第三节点）只连接4根筋条，大节点处的筋条呈米字型，小节点处的筋条呈十字型，在加筋土实践中，大小节点的摩阻力不同，在填料有滑移或沉降倾向时，格栅出现受力不均衡的状况，从而抵消一部分微小变形，增加格栅整体的稳定性。

进一步地，所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点的厚度相同，各所述矩形的边平行或垂直所述四向格栅的长度方向。图3中，矩形的边平行或垂直所述四向格栅的长度方向，图6中，矩形的边与所述四向格栅的长度方向呈45度角，使得图3和图6的两种四向格栅的抗拉作用力的方向或与填充物的作用力方向有所区别。

进一步地，所述第二筋条51是扭曲的，也明显的增加了格栅和填料之间的摩阻力，增加了格栅对填料的抗剪切力。

进一步地，所述第一节点和所述第二节点上设有安装孔，即大节点上设有安装孔，安装上配重或其它功能元件，在填海工程中，可使格栅沉于水底；形成立体格栅效果，安装和使用更加方便。

进一步地，所述第一节点和所述第二节点比所述第三节点的面积大，第一节点和所述第二节点的面积相同，所述第一节点与所述第三节点的面积比为2.1:1至2.9:1，例如为2.5:1，各节点的顶面高于各筋条的顶面的最高点，各节点的底面的低于各筋条的底面的最低点。也就是说，从顶部，各节点突出于各筋条，从底部，各节点也突出于各筋条，这样，能够从顶部和底部两个方位，增加了格栅和填料之间的摩阻力，实现双重抗滑移。

进一步地，如图7所示，各所述筋条与各所述节点相交处有一个厚度增加的隔离过渡区211，各所述隔离过渡区为扇形，所述隔离过渡区隔离开相邻各所述筋条的连接，所述隔离过渡区的厚度大于各所述筋条的厚度。在隔离过渡区211处，厚度突然增加，各隔离过渡区的厚度均大于各筋条的厚度。本发明中，各筋条是属于格栅的拉伸部分，节点是属于格栅的未拉伸或相对拉伸较少部分，在各所述筋条与各所述节点相交处，即拉伸部分与未拉伸部分形成隔离过渡区。本发明的隔离过渡区保证了筋条的拉伸，同时也保证了节点的未拉伸和节点的厚度，协调了该拉伸的部分与不需拉伸的部分之间的关系。

进一步地，各所述隔离过渡区未与相邻筋条端部的隔离过渡区相交。这样，能够较好的控制节点不会被拉伸。进一步地，相邻各所述隔离过渡区相交，但各所述筋条互不相交。只要相邻筋条不相交，各节点就不会被拉伸，这样，能够保证筋条有足够的拉伸。

本发明可以采用下面的方法制成：

将具有一定厚度的热塑性塑料板材经过冲椭圆孔，并使这些孔形成规则的八边形的孔阵列（图4所示），经过纵向拉伸、横向拉伸，或者纵向横向同时同步拉伸，使孔和孔之间形成的削弱区的材料被拉伸，而多个孔之间形成的相对强化区的部分材料只能部分被拉伸，从而最后形成节点。其中，本发明开设的拉伸孔81为椭圆形孔，并将使这些孔排布成为规则的八边形的孔阵列，经过进行纵向、横向逐步拉伸，或者纵向横向同步拉伸，从而形成具有区别于现在已有塑料拉伸网状结构材料，得到各所述节点的厚度均大于各所述筋条的厚度。

所采用的热塑性塑料板材的厚度一般不小于1mm，但不大于20mm；板材上所有的椭圆孔，孔长短轴的轴径范围一般在1mm至20mm，其任何相邻的两排孔之间的孔间距应该在孔径的0.1—5.0倍，考虑纵向、横向、斜向拉伸过程的倍率关系，采用椭圆型孔，且以与纵向大致呈±45°排布，以尽可能满足斜向肋条长度等于或接近纵向和横向肋条长度的1.414倍，上述板材经过纵向拉伸形成如图5所示的网状材料；再经过横向拉伸，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，如聚丙烯一般在6.0—10倍，聚乙烯一般在4—8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，从而形成图6所示的具有大致直角三角形结构的网状结构材料。

对于传统的方形格栅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，所以，节点就存在较大撕裂的可能；而本发明的具有近似直角三角形结构的网状材料则能够直接沿纵横向和45°夹角方向分别向三个以上的方向传递，而且夹角比较小，不容易产生节点撕裂现象，几乎接近各向同性。所以，其受力结构更合理。

本发明所描述的孔阵列的板材经过纵向横向拉伸形成的网状结构材料，或者类似于本发明描述的上述网状结构材料，由于纵向和横向的拉伸倍率不同而有所差异；对于一定几何形状的孔及其孔的大小和阵列来讲，纵向和横向的孔间距变化，也会相应影响网状多向结构材料的最终形状。所以，本发明所述的网状结构材料包括但不限于本发明所阐明的孔型及阵列所对应的塑料拉伸网状结构材料。

本发明图3所示的产品采用图1所示的规则的八边形的孔阵列，拉伸过程与原理与制作图6所示的产品相同或类似，也都采用椭圆形拉伸孔81，只是具体的拉伸方向或拉伸参数，孔型参数有所区别，例如：热塑性塑料板材的厚度一般不小于1mm，但不大于20mm；板材上所有的椭圆孔，孔长短轴的轴径范围一般在1mm至20mm，其任何相邻的两排孔之间的孔间距应该在孔径的0.1—5.0倍，考虑纵向、横向、斜向拉伸过程的倍率关系，采用椭圆型孔，且以与纵向大致呈±90°排布，以尽可能满足斜向肋条长度等于或接近纵向和横向肋条长度的0.707倍，上述板材经过纵向拉伸形成如图2所示的网状材料；再经过横向拉伸，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，如聚丙烯一般在6.0—10倍，聚乙烯一般在4—8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，从而形成图3所示的具有大致直角三角形结构的网状结构材料。

本发明中，采用椭圆形阵列是为了调整纵向肋条、横向肋条以及斜向肋条在拉伸过程中，能够产生近似相同的拉伸倍率而设计的。本发明采用椭圆型孔，并斜向分布，已解决纵横向与斜向拉伸比问题。根据上述描述，本发明所描述的孔阵列的板材经过纵向横向拉伸形成的网状结构材料，或者类似于本发明描述的上述网状结构材料，由于纵向和横向的拉伸倍率不同而有所差异；对于一定几何形状的孔及其孔的大小和阵列来讲，纵向和横向的孔间距变化，也会相应影响网状多向结构材料的最终形状。所以，本发明所述的网状结构材料包括但不限于本发明所阐明的孔型及阵列所对应的塑料拉伸网状结构材料。

本发明的筋条的扭曲，节点厚度的突变以及不被拉伸，隔离过渡区的设置，均可以改善格的受力性能。在加筋土的工程实践中，可以使格栅与填料之间形成近似于立体的结构，在填料有滑移倾向时，不仅产生平面摩擦力，而且产生垂直方向的阻力，从而增加格栅和填料之间的摩阻力，抵消使格栅脱出的拉拔力，使格栅更不容易脱出，从而改善加筋土的整体受力效果，提高稳定性。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种四向格栅，其特征在于，所述四向格栅包括：多个节点和多个筋条，

所述节点和所述筋条连接形成多个矩形单元，

所述筋条包括：所述第一筋条、所述第二筋条和所述第三筋条；所述第二筋条是扭曲的；

其中，各所述节点的厚度均大于各所述筋条的厚度。

2.如权利要求1所述的四向格栅，其特征在于，所述第一节点和所述第二节点的大小以及厚度相同。

3.如权利要求2所述的四向格栅，其特征在于，所述第一节点和所述第二节点的面积大于所述第三节点。

4.如权利要求3所述的四向格栅，其特征在于，所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点的厚度相同，各所述矩形的边平行或垂直所述四向格栅的长度方向。

5.如权利要求1所述的四向格栅，其特征在于，所述矩形单元的形状为正方形。

6.如权利要求1所述的四向格栅，其特征在于，所述第一节点和所述第二节点上设有安装孔。

7.如权利要求1所述的四向格栅，其特征在于，所述第一节点与所述第三节点的面积比为2.1:1至2.9:1，各节点的顶面高于各筋条的顶面的最高点，各节点的底面低于各筋条的底面的最低点。

8.如权利要求1至7中任一项所述的四向格栅，其特征在于，各所述筋条与各所述节点相交处有一个厚度增加的隔离过渡区，各所述隔离过渡区为扇形，所述隔离过渡区隔离开相邻各所述筋条的连接，所述隔离过渡区的厚度大于各所述筋条的厚度。

9.如权利要求8所述的四向格栅，其特征在于，各所述隔离过渡区未与相邻筋条端部的隔离过渡区相交。

10.如权利要求8所述的四向格栅，其特征在于，相邻各所述隔离过渡区相交，但各所述筋条互不相交。