CN106884425B - 四向格栅及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种四向格栅及其制作方法，包括横向条棒和纵向条棒，所述的横向条棒和纵向条棒交错形成沿横向以及纵向排列的矩形单元，所述的每个矩形单元的四边上均设有第一节点，位于同一矩形单元内的第一节点通过斜向条棒首尾依次连接形成平行四边形，位于相邻两矩形单元中的公共条棒上的第一节点位置相同。本发明结构简单，可以提供四个方向的加强和支撑，可以很好地传递和分散荷载，增强格栅的强度，不易损坏。

Description

四向格栅及其制作方法
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种网状塑料拉伸机构，特别是一种四向格栅及其制作方法。
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，使得格栅强度不高，无法很好的实现格栅的隔离和保护作用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种四向格栅及其制作方法，可以提供四个方向的加强和支撑，可以很好地传递和分散荷载，增强格栅的强度，不易损坏。
本发明是通过如下技术方案实现的：
提供一种四向格栅，包括横向条棒和纵向条棒，所述的横向条棒和纵向条棒交错形成沿横向以及纵向排列的矩形单元，所述的每个矩形单元的四边上均设有第一节点，位于同一矩形单元内的第一节点通过斜向条棒首尾依次连接形成平行四边形，位于相邻两矩形单元中的公共横向条棒或公共纵向条棒上的第一节点位置相同。
各矩形单元排列整齐形成具有一定长度的四向格栅，便于制作，加工方便，通过矩形单元每边的第一节点上斜向条棒首尾连接形成的平行四边形结构使得格栅可以承受水平方向±45°及竖直方向±45°方向的拉伸与支撑，在填料有水平滑移倾向时，斜向条棒与第一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。
作为优选，所述的第一节点位于矩形单元的四边中点上。
第一节点位于矩形单元四边的中点处使得矩形单元四边的横向条棒和纵向条棒受力均衡，起到平衡受力且很好地传递和分散荷载，增强格栅的强度，不易损坏。
作为优选，所述的横向条棒与纵向条棒的连接处交错形成第二节点，所述的第一节点的厚度不大于第二节点的厚度。
由于第一节点和第二节点的大小厚度不同，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。
作为优选，所述的矩形单元为正方形。四向格栅内部的节点和筋条的配置较为规则，便于制作。
作为优选，位于同一矩形单元内的第一节点通过斜向条棒首尾依次连接形成为菱形。
一种用于生产权利要求1所述的四向格栅的制作方法，包括以下步骤：
（1）将热塑性塑料板材经过冲孔得到沿横向、纵向排列的孔阵列，所述的孔阵列包括至少一个孔阵列单元，所述的每个孔阵列单元包括四个大孔和四个小孔，四个大孔的中心分别位于大矩形四个顶点上，四个小孔的中心分别位于小矩形四个顶点上，小矩形位于大矩形内且小矩形的边与大矩形的边对应平行，相邻的两个孔阵列单元共用两个大孔；
（2）对步骤（1）冲孔后的热塑性塑料板材进行纵向拉伸和横向拉伸，或纵向横向同时同步拉伸，得到四向格栅。
作为优选，所述的小矩形四个顶点对应的四个小孔的中心间隔各自分布在大矩形两条对角线上，且每个小孔的中心与对角线交点的距离相等。
作为优选，所述的小矩形四个顶点对应的四个小孔的中心分别间隔各自位于对角线一半长度的中点上。
作为优选，步骤（1）中所述的冲孔是指冲圆形孔、椭圆形孔、三角形孔、矩形孔或多边形孔中的一种。
作为优选，所述的冲孔是指冲圆孔，所述的小孔为小圆孔且小圆孔直径为d；所述的大孔为大圆孔且大圆孔的直径为D，有D=（1.5-2）d。
作为优选，单个孔阵列单元中，所述的大矩形为大正方形，小矩形为小正方形，大正方形的边长即位于大正方形四个顶点上相邻的两个大圆孔的圆心距A，小正方形的边长即位于小正方形四个顶点上相邻的两个小圆孔中心的圆心距a且a=（1.5-3）d；纵向方向相邻两个孔阵列单元中，相邻的两个小圆孔中心的纵向距离为e 且e＝A－D，横向方向相邻两个孔阵列单元中的一个共用大圆孔中心与一侧小圆孔中心的横向距离为c且c＝⅓A。
本发明的有益效果：结构简单，制作方便，通过矩形单元每边的第一节点上斜向条棒首尾连接形成的平行四边形结构使得格栅可以承受水平方向±45°及竖直方向±45°方向的拉伸与支撑，可以很好地传递和分散荷载，增强格栅的强度，不易损坏。
附图说明
图1为本发明实施例1的热塑性塑料板材未拉伸前的结构示意图；
图2为图1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3为本发明实施例2采用第一种实施方式时热塑性塑料板材未拉伸前的结构示意图；
图4为图3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5为本发明实施例2采用第二种实施方式时热塑性塑料板材在拉伸后形成的四向格栅的结构示意图；
图中所示：
1、横向条棒，2、纵向条棒，3、矩形单元，4、第二节点，5、第一节点，6、斜向条棒，7、孔阵列单元，8、大圆孔，9、小圆孔。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
一种四向格栅，包括横向条棒1和纵向条棒2，所述的横向条棒1和纵向条棒2交错形成沿横向以及纵向排列的矩形单元3。
本四向格栅，优选是经过拉伸制得，当然作为极端情况，也可经过注塑、甚至经编符合其他工艺后得到。
需要指出的是：横向条棒1和纵向条棒2中提到的横向和纵向是指两个条棒是垂直关系，并不限定与产品的延伸方向的位置关系，优选与产延伸方向一致，但可以根据需要做成与本附图2存在一定倾斜角度的产品，同样的，上述提到的交错形成，优选将热塑性塑料板材经过冲圆孔后一体化拉伸后形成的结构，当然也可以包括其他变劣的形式，比如后期的焊接、注塑等。
所述的每个矩形单元3的四边上均设有第一节点5，位于同一矩形单元3内的第一节点5通过斜向条棒6首尾依次连接形成平行四边形，位于相邻两矩形单元3中的公共横向条棒或公共纵向条棒上的第一节点5位置相同。
需要指出的是：相邻的两个矩形单元是指横纵向左右上下相邻，而非斜向相邻。位于同一矩形单元3内的第一节点5通过斜向条棒6首尾依次连接形成平行四边形，优选为菱形。
第一节点5优选位于矩形单元3的四边中点上，此时上述的平行四边形变为菱形，使得矩形单元3四边的横向条棒1和纵向条棒2受力均衡，起到平衡受力且很好地传递和分散荷载，增强格栅的强度，不易损坏。
当然为了与上述的方案区分，第一节点5可以位于矩形单元3四边的任一相同位置，比如调整下述孔阵列，使其小孔与大孔之间的距离略作改变拉伸制得。
所述的横向条棒1与纵向条棒2的连接处交错形成第二节点4，所述的第一节点5的厚度不大于第二节点4的厚度。
上述提到的横向条棒1、纵向条棒2及斜向条棒6优选为通过热塑性塑料板材冲孔后拉伸形成，当然也可为模具铸造得到。
所述的矩形单元3可以为正方形，长方形等形状，作为本发明的一种实施方式，矩形单元3采用正方形，四向格栅内部的斜向条棒的配置较为规则，便于制作。
一种四向格栅的制作方法，包括以下步骤：
（1）将热塑性塑料板材经过冲孔得到沿横向、纵向排列的孔阵列，所述的孔阵列包括至少一个孔阵列单元，所述的每个孔阵列单元包括四个大孔和四个小孔，四个大孔的中心分别位于大矩形四个顶点上，四个小孔的中心分别位于小矩形四个顶点上，小矩形位于大矩形内且小矩形的边与大矩形的边对应平行，相邻的两个孔阵列单元共用两个大孔；
（2）对步骤（1）冲孔后的热塑性塑料板材进行纵向拉伸和横向拉伸，或纵向横向同时同步拉伸，得到四向格栅。
步骤（1）中所述的冲孔是指冲圆形孔、椭圆形孔、三角形孔、矩形孔、菱形孔或多边形孔中的一种，优选的冲孔为冲圆孔，所述的大孔为大圆孔8，所述的小孔为小圆孔9。
作为本发明的实施例1，步骤（1）中四个大孔的中心分别位于矩形四个顶点上，这里的矩形选取正方形，经步骤（1）冲圆孔后，上述的四个大圆孔8的圆心分别位于正方形的四个顶点，所述的小圆孔9直径为d，大圆孔8的直径为D且D=（1.5-2）d。
在单个孔阵列单元中，所述的大矩形为大正方形，小矩形为小正方形，大正方形的边长即位于大正方形四个顶点上相邻的两个大圆孔的圆心距A，小正方形的边长即位于小正方形四个顶点上相邻的两个小圆孔中心的圆心距a且a=（1.5-3）d；纵向方向相邻两个孔阵列单元中，相邻的两个小圆孔中心的纵向距离为e 且e＝A－D，横向方向相邻两个孔阵列单元中的一个共用大圆孔中心与一侧小圆孔中心的横向距离为c且c＝⅓A。按照此孔阵列冲孔后的得到热塑性塑料板材进行纵向拉伸和横向拉伸后得到的四向格栅为图2所示的正方形四向格栅。
作为本发明的实施例2，步骤（1）中四个大孔的中心分别位于矩形四个顶点上，经步骤（1）冲圆孔后，上述的四个大圆孔8的圆心分别位于矩形的四个顶点，所述的小圆孔9直径为d，大圆孔8的直径为D且D=（1.5-2）d。
在所述的孔阵列单元中，大矩形的边长即位于大矩形四个顶点上相邻的两个大圆孔的圆心距A，小矩形的边长即位于小矩形四个顶点上相邻的两个小圆孔中心的圆心距a且a=（1.5-3）d；纵向方向相邻两个孔阵列单元中，相邻的两个小圆孔中心的纵向距离为e 且e＝A－D，横向方向相邻两个孔阵列单元中的一个共用大圆孔中心与一侧小圆孔中心的横向距离为c且c＝⅓A。本实施例的第一种实施方式，即A＞B时，按照此孔阵列冲孔后的得到热塑性塑料板材进行纵向拉伸和横向拉伸后得到的四向格栅为图4所示的矩形四向格栅；同理本实施例的第一种实施方式，A＜B时，得到热塑性塑料板材进行纵向拉伸和横向拉伸后得到的四向格栅为图5所示的矩形四向格栅。
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。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种四向格栅，其特征在于：包括横向条棒和纵向条棒，所述的横向条棒和纵向条棒交错形成沿横向以及纵向排列的最小矩形单元，所述的每个最小矩形单元的四边上均设有第一节点，位于同一最小矩形单元内的第一节点通过斜向条棒首尾依次连接形成平行四边形，位于相邻两最小矩形单元中的公共横向条棒或公共纵向条棒上的第一节点位置相同；所述四向格栅经过拉伸制得；所述的横向条棒与纵向条棒的连接处交错形成第二节点，所述的第一节点的厚度不大于第二节点的厚度。
2.根据权利要求1所述的四向格栅，其特征在于：所述的第一节点位于最小矩形单元的四边中点上。
3.根据权利要求1所述的四向格栅，其特征在于：所述的最小矩形单元为正方形。
4.根据权利要求1所述的四向格栅，其特征在于：所述的平行四边形为菱形。
5.一种用于生产权利要求1所述的四向格栅的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将热塑性塑料板材经过冲孔得到沿横向、纵向排列的孔阵列，所述的孔阵列包括至少一个孔阵列单元，所述的每个孔阵列单元包括四个大孔和四个小孔，四个大孔的中心分别位于大矩形四个顶点上，四个小孔的中心分别位于小矩形四个顶点上，小矩形位于大矩形内且小矩形的边与大矩形的边对应平行，相邻的两个孔阵列单元共用两个大孔；
（2）对步骤（1）冲孔后的热塑性塑料板材进行纵向拉伸和横向拉伸，或纵向横向同时同步拉伸，得到四向格栅。
6.根据权利要求5所述的四向格栅的制作方法，其特征在于：所述的小矩形四个顶点对应的四个小孔的中心间隔各自分布在大矩形两条对角线上，且每个小孔的中心与对角线交点的距离相等。
7.根据权利要求5或6所述的四向格栅的制作方法，其特征在于：所述的小矩形四个顶点对应的四个小孔的中心分别间隔各自位于对角线一半长度的中点上。
8.根据权利要求5所述的四向格栅的制作方法，其特征在于：所述的冲孔是指冲圆孔，所述的小孔为小圆孔且小圆孔直径为d；所述的大孔为大圆孔且大圆孔的直径为D，有D=（1.5-2）d。
9.根据权利要求8所述的四向格栅的制作方法，其特征在于：单个孔阵列单元中，所述的大矩形为大正方形，小矩形为小正方形，大正方形的边长即位于大正方形四个顶点上相邻的两个大圆孔的圆心距A，小正方形的边长即位于小正方形四个顶点上相邻的两个小圆孔中心的圆心距a且a=（1.5-3）d；纵向方向相邻两个孔阵列单元中，相邻的两个小圆孔中心的纵向距离为e 且e＝A－D，横向方向相邻两个孔阵列单元中的一个共用大圆孔中心与一侧小圆孔中心的横向距离为c且c＝⅓A。
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