專利名稱：一種多向受力塑料拉伸格柵及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多向受力塑料拉伸格柵及其制作方法，用于土木工程中作為加筋
加固材料或者用于建筑工程中作為防護(hù)和隔離材料。
背景技術(shù)：
塑料拉伸格柵有多種生產(chǎn)方式，有的采用塑料條帶焊接成井字形或者方形或者矩 形結(jié)構(gòu)，但是其節(jié)點強(qiáng)度很難滿足施工要求，往往起不到加筋加固的作用，有的采用聚酯纖 維或者玻璃纖維經(jīng)過編織成井字形或者矩形結(jié)構(gòu)，然后在其表面涂覆有機(jī)防護(hù)層的結(jié)構(gòu)， 這種結(jié)構(gòu)的節(jié)點強(qiáng)度也很難滿足工程對強(qiáng)度的需要，尤其很難起到整體加強(qiáng)的作用；有的 采用塑料板材經(jīng)過沖出整排的方形或矩形的孔，其孔的形狀可以是多種形式，如圓形、橢圓 形、方形、矩形等，經(jīng)過縱向、橫向逐步拉伸或者同步拉伸，從而得到井字形或者方形、矩形 孔形狀的網(wǎng)狀格柵，這種格柵在承載能力方面比起上述焊接、編織形成的格柵具有了整體 性好、節(jié)點強(qiáng)度高的效果，大大滿足了工程對整體強(qiáng)度的要求。 但是，在工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，實際載荷往往不只是縱橫向施壓，而上述所述各類格柵 往往只能提供縱橫兩個方向的加強(qiáng)和支撐，對于來自斜向的載荷的支撐就會表現(xiàn)出極大的 弱點，它們必須通過節(jié)點的直角抗剪作用來傳遞和分散載荷，所以，節(jié)點也很容易遭到破 壞。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多向受力塑料拉伸格柵及其制作方法，能
夠承載縱向、橫向、斜向受力，節(jié)點不易被撕裂破壞，受力狀態(tài)更為合理。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下 —種多向受力塑料拉伸格柵的制作方法，在塑料板材上沖出規(guī)則的孔陣列，或者 通過其他擠出方式成型出具有規(guī)則的孔陣列的塑料板材，所述的孔陣列由分別向橫向、縱 向等距延伸排列的相同單元組成，將上述得到的設(shè)置有孔陣列的塑料板材分別向縱向拉 伸、橫向拉伸或者向縱向橫向同時同步拉伸即得； 所述的單元內(nèi)包含有呈八邊形排列的8個孔，所述的8個孔分別位于八邊形的8 個頂點； 所述的單元內(nèi)包含有呈梯形排列的4個孔，所述的4個孔分別位于梯形的4個頂 點。 —種多向受力塑料拉伸格柵，由上述的制作方法制得。 本發(fā)明中所闡述的"分別向縱向、橫向等距延伸排列"是指縱向等間距延伸排列及 橫向等間距延伸排列，也包含縱向延伸排列的間距與橫向延伸排列的間距相等的情況。
本發(fā)明所闡述的"規(guī)則的孔陣列"并不僅限于呈梯形排列的和呈八邊形排列的孔 陣列，還可以包含呈三角形排列的等其他形狀規(guī)則排列的孔陣列，所以，本發(fā)明所要保護(hù)的 多向受力塑料拉伸格柵包括但不限于本發(fā)明所闡述的以上幾種結(jié)構(gòu)的或類似結(jié)構(gòu)的格柵材料。 本發(fā)明所提供的制作多向受力塑料拉伸格柵的方法采用在塑料板材上沖出規(guī)則 的孔陣列或者通過其他擠出方式成型出具有規(guī)則的孔陣列的塑料板材，經(jīng)過現(xiàn)有的拉伸處 理，使孔和孔之間形成的削弱區(qū)的材料被拉伸，而至少三個孔之間形成的強(qiáng)化區(qū)的材料只 能部分被拉伸，最后形成節(jié)點和筋帶，具有梯形孔陣列的塑料板材拉伸后形成的一個節(jié)點 最多連接六條筋帶，而具有八邊形孔陣列的塑料板材拉伸后形成的一個節(jié)點最多連接八條 筋帶，所以經(jīng)過該方法制作的多向受力塑料拉伸格柵為多方向、多條筋帶相互交錯形成的 整體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在一個節(jié)點同時承受縱向、橫向、斜向等多個方向的載荷時，其連接的多 條筋帶能夠更有效地分散載荷，從而使得該節(jié)點受到撕裂破壞的幾率減少，同時其整體的 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增強(qiáng)，受力狀態(tài)更為合理。


圖1為具有呈八邊形排列的孔陣列的板材的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為由圖1所示的板材制得的格柵結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為具有呈梯形排列的孔陣列的板材的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為由圖3所示的板材制得的格柵結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為具有呈菱形排列的孔陣列的板材的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為由圖5所示的板材制得的格柵結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為具有呈三角形排列的孔陣列的板材的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為由圖7所示的板材制得的格柵結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為傳統(tǒng)方形格柵的一個單元受力狀態(tài)示意圖； 圖10為圖8所示格柵的一個單元受力狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述 塑料板材的厚度一般不小于lmm，但不大于8mm，板材上所有的孔，孔徑3-5mm，其 任何相鄰的兩排孔之間的孔間距應(yīng)該在孔徑的1. 5-3. 0倍，上述塑料板材經(jīng)過縱向拉伸、 橫向拉伸，或者縱向橫向同時同步拉伸，拉伸倍率視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，但兩個方向的拉伸倍率應(yīng)該基本一致，或者縱向(首先進(jìn) 行拉伸的方向上)的拉伸倍率略大，在進(jìn)行橫向拉伸時有一定程度的松弛回彈，拉伸后形 成的由多個節(jié)點和多條筋帶連接的整體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料即為本發(fā)明所闡述的多向受力塑 料拉伸格柵。
實施例1 : 如圖l所示，通過擠出方式成型出由分別向橫向、縱向等距延伸排列的相同單元 組成的孔陣列的塑料板材，每個單元內(nèi)包含有呈八邊形排列的8個孔，所述的8個孔分別位 于八邊形的8個頂點，具體地說是8個孔的圓心分別位于菱形的8個頂點，其中所有的孔孔 徑均為5mm，每個八邊形單元之間的行距9mm，列距為10mm，將上述得到的設(shè)置有孔陣列的 塑料板材分別近似3倍地向縱向拉伸、橫向拉伸，拉伸過程中，由于任意兩孔之間形成的截 面面積不同，在加工過程中承載能力就會有差別，則其截面面積較小的容易被拉開，而截面面積較大的則不容易被拉開，從而形成如圖2所示的每個單元內(nèi)包含有四個三角形的多向
受力塑料拉伸格柵或者與其近似結(jié)構(gòu)的格柵材料。
實施例2 : 如圖3所示，在塑料板材上沖出由分別向橫向、縱向等距延伸排列的相同單元組 成的孔陣列，每個單元內(nèi)包含有呈梯形排列的4個孔，所述的4個孔分別位于梯形的4個頂 點，具體地說是4個孔的圓心分別位于梯形的4個頂點，其中所有的孔孔徑均為5mm，相鄰兩 個梯形單元之間的行距和列距均為10mm，梯形的上底、下底和高分別是10mm、llmm、10mm， 將上述得到的設(shè)置有孔陣列的塑料板材分別近似3倍地向縱向拉伸、橫向拉伸，拉伸過程 中，由于任意兩孔之間形成的截面面積不同，在加工過程中承載能力就會有差別，則其截面 面積較小的容易被拉開，而截面面積較大的則不容易被拉開，從而形成如圖4所示的多向
受力塑料拉伸格柵或者與其近似結(jié)構(gòu)的格柵材料。
實施例3 : 如圖5所示，通過擠出方式成型出由分別向橫向、縱向等距延伸排列的相同單元 組成的孔陣列的塑料板材，每個單元內(nèi)包含有呈菱形排列的4個孔，所述的4個孔分別位于 菱形的4個頂點，具體地說是4個孔的圓心分別位于菱形的4個頂點，其中所有的孔孔徑均 為4mm，每個菱形單元之間的行距10mm，列距為10mm，將上述得到的設(shè)置有孔陣列的塑料板 材分別近似4倍地向縱向橫向同時同步拉伸，拉伸過程中，由于任意兩孔之間形成的截面 面積不同，在加工過程中承載能力就會有差別，則其截面面積較小的容易被拉開，而截面面 積較大的則不容易被拉開，從而形成如圖6所示的每個單元內(nèi)包含有四個三角形的的多向
受力塑料拉伸格柵或者與其近似結(jié)構(gòu)的格柵材料。
實施例4: 如圖7所示，在塑料板材上沖出由分別向橫向、縱向等距延伸排列的相同單元組 成的孔陣列，每個單元內(nèi)包含有呈三角形排列的3個孔，所述的3個孔分別位于三角形的3 個頂點，具體地說是3個孔的圓心分別位于三角形的3個頂點，其中所有的孔孔徑均為5mm， 每個三角形單元之間的行距IO，列距為8mm，將上述得到的設(shè)置有孔陣列的塑料板材分別 近似4倍地向縱向橫向同時同步拉伸，拉伸過程中，由于任意兩孔之間形成的截面面積不 同，在加工過程中承載能力就會有差別，則其截面面積較小的容易被拉開，而截面面積較大 的則不容易被拉開，從而形成如圖8所示的三角形與菱形交叉存在的多向受力塑料拉伸格 柵或者與其近似結(jié)構(gòu)的格柵材料。 對于傳統(tǒng)的方形格柵來說，在承受來自斜向的載荷時，需要通過節(jié)點以90。夾角 分別向兩個方向的筋帶傳遞，而該節(jié)點承受的扭矩會很大，節(jié)點就存在較大撕裂的可能；如 圖9所示，在同時受到來自斜向和直向的兩個相同的荷載f時，其所對應(yīng)的筋帶除承受來 自直向的拉力f外，還要承受斜向荷載在該方向上的分力F，其合力f+F約為直向力f的 170 % ，其節(jié)點容易被撕裂破壞。 本發(fā)明所闡述的多向受力塑料拉伸格柵，在承受斜向的載荷時能夠直接沿斜向和 45°夾角分別向三個以上的方向傳遞，更有效地分散載荷，而且夾角比較小，不容易產(chǎn)生節(jié) 點撕裂現(xiàn)象；而如圖IO所示，在同時承受來自斜向和直向的兩個相同的載荷時，其所對應(yīng) 的筋帶只需要承受直線傳遞過來的拉力f，其節(jié)點沒有增加的傳遞扭矩，不容易產(chǎn)生節(jié)點撕 裂現(xiàn)象，大大減少了節(jié)點破壞的幾率，其受力結(jié)構(gòu)更合理。
權(quán)利要求
一種多向受力塑料拉伸格柵的制作方法，其特征在于，在塑料板材上沖出規(guī)則的孔陣列，或者通過其他擠出方式成型出具有規(guī)則的孔陣列的塑料板材，所述的孔陣列由分別向橫向、縱向等距延伸排列的相同單元組成，將上述得到的設(shè)置有孔陣列的塑料板材分別向縱向拉伸、橫向拉伸或者向縱向橫向同時同步拉伸即得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多向受力塑料拉伸格柵的制作方法，其特征在于，所述 的單元內(nèi)包含有呈八邊形排列的8個孔，所述的8個孔分別位于八邊形的8個頂點。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多向受力塑料拉伸格柵的制作方法，其特征在于，所述 的單元內(nèi)包含有呈梯形排列的4個孔，所述的4個孔分別位于梯形的4個頂點。
4. 一種多向受力塑料拉伸格柵，其特征在于，由權(quán)利要求1所述的制作方法制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多向受力塑料拉伸格柵及其制作方法，用于土木工程中作為加筋加固材料或者用于建筑工程中作為防護(hù)和隔離材料。經(jīng)過本發(fā)明提供的方法制作的多向受力塑料拉伸格柵為多方向、多條筋帶相互交錯形成的整體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在一個節(jié)點同時承受縱向、橫向、斜向等多個方向的載荷時，其連接的多條筋帶能夠更有效地分散載荷，從而使得該節(jié)點受到撕裂破壞的幾率減少，同時其整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增強(qiáng)，受力狀態(tài)更為合理。
文檔編號B29D28/00GK101700697SQ20091022930
公開日2010年5月5日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者劉軍, 范雯麗 申請人:李娟