CN114000645A - 一种拉压耦合构件和支护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及支护技术领域，具体而言，涉及一种拉压耦合构件和支护结构。一种拉压耦合构件，拉压耦合构件包括抗拉表层以及抗压基体；抗拉表层包覆于抗压基体的外表面。该拉压耦合构件不仅可以实现自身抗拉材料与抗压材料的耦合，还能实现自身变形与施力物体变形的耦合，通过受力之后的协调变形，从而能够承受较大的外部动或静载荷，并自动调整自己的横截面结构型式和抗力大小，保证结构的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及支护技术领域，具体而言，涉及一种拉压耦合构件和支护结构。
背景技术
在土木工程施工过程中，传统的钢筋混凝土结构使用混凝土包裹钢筋，无法充分发挥两者的力学优势，规避两者的力学劣势，且具有造价高、刚度大以及协调变形能力差的特点。并且在实际的工程应用中，一旦其承受的外荷载大于其自身抵抗变形的能力，就容易发生开裂和掉块，甚至崩塌的现象。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种拉压耦合构件和支护结构，其不仅可以实现自身抗拉材料与抗压材料的耦合，还能实现自身变形与施力物体变形的耦合，通过受力之后的协调变形，从而能够承受较大的外部动或静载荷，并自动调整自己的横截面结构型式和抗力大小，保证结构的稳定。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种拉压耦合构件，拉压耦合构件包括抗拉表层以及抗压基体；
抗拉表层包覆于抗压基体的外表面。
在可选的实施方式中，拉压耦合构件还包括位于抗拉表层与抗压基体之间的密闭层；密闭层用于将抗压基体与外界隔离。
在可选的实施方式中，密闭层由钢丝网、土工布、玄武岩纤维或橡胶中的至少一种制成。
在可选的实施方式中，抗拉表层包括包覆抗拉基体端面的第一分部以及包覆抗拉基体周面的第二分部；第一分部与第二分部连接。
在可选的实施方式中，第一分部包括多道第一抗拉束，多道第一抗拉束交错形成第一网格；第二分部包括多道第二抗拉束，多道第二抗拉束交错形成第二网格。
在可选的实施方式中，部分第二抗拉束呈波浪型延伸。
在可选的实施方式中，拉压耦合构件还包括多个加强筋，多个加强筋贯穿抗压基体且与抗拉表层连接。
在可选的实施方式中，抗拉表层由钢筋、高分子材料、NPR材料或纤维材料中的至少一种制成。
在可选的实施方式中，抗压基体由气体、液体、土及碎石中的至少一种制成。
第二方面，本发明提供一种支护结构，支护结构包括多个连接件以及多个上述的拉压耦合构件；
多个拉压耦合构件按序排布，且相邻的两个拉压耦合构件通过连接件连接。
本发明实施例的有益效果包括：
该拉压耦合构件包括抗拉表层以及抗压基体；其中，抗拉表层包覆于抗压基体的外表面。
该拉压耦合构件通过抗拉表层包覆于抗压基体的外表面，进而能够形成具备抗拉及抗压性能的构件，这样的耦合方式，综合了抗拉表层的抗拉性能以及抗压基体的抗压性能，其不仅可以实现自身抗拉材料与抗压材料的耦合，还能实现自身变形与施力物体变形的耦合，通过受力之后的协调变形，从而能够承受较大的外部动或静载荷，并自动调整自己的横截面结构型式和抗力大小，保证结构的稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中拉压耦合构件的结构示意图；
图2为本发明实施例中抗拉表层的结构示意图；
图3为本发明其他实施例中抗拉表层的结构示意图；
图4为本发明其他实施例中抗拉表层的结构示意图；
图5为本发明实施例中抗拉表层选用的弹性抗拉束、塑性抗拉束、粘性抗拉束的力学元件示意图。
图标：100-拉压耦合构件；110-抗拉表层；120-抗压基体；130-密闭层；111-第一分部；112-第一抗拉束；113-第二分部；114-第二抗拉束。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1，图1示出了本发明实施例中拉压耦合构件的结构，本实施例提供了一种拉压耦合构件100，拉压耦合构件100包括抗拉表层110以及抗压基体120；
抗拉表层110包覆于抗压基体120的外表面。
需要说明的是，在本实施例中，在制作抗拉表层110时，抗拉表层110可以由钢筋、高分子材料、NPR材料或纤维材料中的至少一种制成；而在制作抗压基体120时，抗压基体120可以由气体、液体、土及碎石中的至少一种制成；并且通过结合抗拉表层110以及抗压基体120的材料的综合性能，在充分激发抗拉表层110以及抗压基体120的材料性能特点的同时抑制了抗拉表层110以及抗压基体120单独使用时的力学劣势，使其能够承受较大的外部动和静载荷。而且通过对抗拉表层110以及抗压基体120的材料及横截面形式等的合理选择，可以使拉压耦合构件100具有弹、塑、粘、弹-塑、弹-粘以及弹-塑-粘等力学特点，充分体现了材料的多样性和组成的复杂性，同时实现了性能的多样性和优越性，能够满足不同的应用需求。
该拉压耦合构件100的工作原理是：
该拉压耦合构件100包括抗拉表层110以及抗压基体120；其中，抗拉表层110包覆于抗压基体120的外表面。
该拉压耦合构件100通过抗拉表层110包覆于抗压基体120的外表面，进而能够形成具备抗拉及抗压性能的构件，这样的耦合方式，综合了抗拉表层110的抗拉性能以及抗压基体120的抗压性能，其不仅可以实现自身抗拉材料与抗压材料的耦合，还能实现自身变形与施力物体变形的耦合，通过受力之后的协调变形，从而能够承受较大的外部动或静载荷，并自动调整自己的横截面结构型式和抗力大小，保证结构的稳定。
进一步地，在本实施例中，拉压耦合构件100还包括位于抗拉表层110与抗压基体120之间的密闭层130；密闭层130用于将抗压基体120与外界隔离。具体的，密闭层130由钢丝网、土工布、玄武岩纤维或橡胶中的至少一种制成。
这样的设置方式，其能够通过将抗压基体120与外界隔离，从而使得该拉压耦合构件100具备防腐及隔热性能；同时，由于抗压基体120可以由气体、液体、土及碎石中的至少一种制成，由此，这样的设置方式，能够防止抗压基体120因损伤而泄漏，进而避免出现抗压基体120的废渣泄漏的情况，从而能够实现低弃渣，高性价比，绿色环保的优点，适用性广、加工简单，便于在各类工程实践中推广实施。需要说明的是，在本发明的实施例中，若抗拉表层110具备将抗压基体120与外界隔离的作用时，该拉压耦合构件100还可以采用无密闭层130的设置方式。
进一步地，请参考图1及图2，图2示出了本发明实施例中抗拉表层的结构，在本实施例中，在设置抗拉表层110时，抗拉表层110包括包覆抗拉基体端面的第一分部111以及包覆抗拉基体周面的第二分部113；第一分部111与第二分部113连接。其中，第一分部111可以包括多道第一抗拉束112，多道第一抗拉束112交错形成第一网格；第二分部113可以包括多道第二抗拉束114，多道第二抗拉束114交错形成第二网格。
需要说明的是，在配置第一分部111以及第二分部113时，第一分部111指的是沿拉压耦合构件100的长度方向包覆于拉压耦合构件100两端的抗拉表层110，而第二分部113指的是沿拉压耦合构件100的长度方向包覆于拉压耦合构件100的外周面的抗拉表层110。并且，第一抗拉束112及第二抗拉束114均可以由钢筋、高分子材料、NPR材料或纤维材料中的至少一种制成。
由此，通过这样的包覆方式，能够增大抗拉表层110与抗压基体120的接触面，从而提高该拉压耦合构件100在受力过程中各个位置能够受力均衡，且这样的设置方式，即能够提高抗拉表层110的抗拉性能，且能够通过增大抗拉表层110与抗压基体120的接触面的方式增加抗压基体120对抗拉表层110的支撑稳定性，进而能够综合提高该拉压耦合构件100的抗拉及抗压的性能。
请参考图1-图4，图3及图4示出了本发明其他实施例中抗拉表层的结构，在本发明的其他实施例中，由于第二分部113是沿拉压耦合构件100的长度方向包覆于拉压耦合构件100的外周面，由此，在该拉压耦合构件100受力的过程中，由于第二分部113的受力面更大，故需要提高第二分部113的抗拉性能，由此，在配置第二分部113上的第二抗拉束114时，部分第二抗拉束114呈波浪型延伸，进而通过这样的方式增加第二分部113的抗拉性能。
进一步地，在本发明的其他实施例中，拉压耦合构件100还可以包括多个加强筋，多个加强筋贯穿抗压基体120且与抗拉表层110连接，以通过这样的方式，提高拉压耦合构件100的抗压性能。
需要说明的是，在设置抗拉表层110时，抗拉表层110包括包覆抗拉基体端面的第一分部111以及包覆抗拉基体周面的第二分部113；第一分部111与第二分部113连接。其中，第一分部111可以包括多道第一抗拉束112；第二分部113可以包括多道第二抗拉束114。在配置第一抗拉束112及第二抗拉束114均可以选用弹性抗拉束(如图5中A所示)、塑性抗拉束(如图5中B所示)、粘性抗拉束(如图5中C所示)等类型的力学元件制成。
基于上述的拉压耦合构件100，本发明提供一种支护结构，该支护结构可以应用于建筑、拱桥、边坡挡墙、道路落石防护棚以及隧道支护等，支护结构包括多个连接件以及多个上述的拉压耦合构件100；多个拉压耦合构件100按序排布，且相邻的两个拉压耦合构件100通过连接件连接。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种拉压耦合构件，其特征在于：
所述拉压耦合构件(100)包括抗拉表层(110)以及抗压基体(120)；
所述抗拉表层(110)包覆于所述抗压基体(120)的外表面。
2.根据权利要求1所述的拉压耦合构件，其特征在于：
所述拉压耦合构件(100)还包括位于所述抗拉表层(110)与所述抗压基体(120)之间的密闭层(130)；所述密闭层(130)用于将所述抗压基体(120)与外界隔离。
3.根据权利要求2所述的拉压耦合构件，其特征在于：
所述密闭层(130)由钢丝网、土工布、玄武岩纤维或橡胶中的至少一种制成。
4.根据权利要求1所述的拉压耦合构件，其特征在于：
所述抗拉表层(110)包括包覆所述抗拉基体端面的第一分部(111)以及包覆所述抗拉基体周面的第二分部(113)；所述第一分部(111)与所述第二分部(113)连接。
5.根据权利要求4所述的拉压耦合构件，其特征在于：
所述第一分部(111)包括多道第一抗拉束(112)，多道所述第一抗拉束(112)交错形成第一网格；所述第二分部(113)包括多道第二抗拉束(114)，多道所述第二抗拉束(114)交错形成第二网格。
6.根据权利要求5所述的拉压耦合构件，其特征在于：
部分所述第二抗拉束(114)呈波浪型延伸。
7.根据权利要求1所述的拉压耦合构件，其特征在于：
所述拉压耦合构件(100)还包括多个加强筋，多个所述加强筋贯穿所述抗压基体(120)且与所述抗拉表层(110)连接。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的拉压耦合构件，其特征在于：
所述抗拉表层(110)由钢筋、高分子材料、NPR材料或纤维材料中的至少一种制成。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的拉压耦合构件，其特征在于：
所述抗压基体(120)由气体、液体、土及碎石中的至少一种制成。
10.一种支护结构，其特征在于：
所述支护结构包括多个连接件以及多个如权利要求1-9中任意一项所述的拉压耦合构件(100)；
多个所述拉压耦合构件(100)按序排布，且相邻的两个所述拉压耦合构件(100)通过所述连接件连接。
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