本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種網(wǎng)狀塑料拉伸機(jī)構(gòu)，特別是一種四向格柵及其制作方法。

背景技術(shù)：

土木工程中，格柵或地柵作為加筋或加固材料或者格柵或地柵作為保護(hù)和隔離材料用于建筑工程中。

現(xiàn)在國際上應(yīng)用于土木工程建設(shè)中作為加筋加固材料的塑料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料有多種，比如，通過擠出熱塑性塑料直接成型的網(wǎng)狀材料，一般抗拉強(qiáng)度較低，且伸長(zhǎng)率較大，很難滿足工程需求；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、橫向拉伸，從而得到方形、矩形孔形狀的拉伸網(wǎng)狀材料，這種材料具有了整體性好、強(qiáng)度高而伸長(zhǎng)率低的效果，較大程度的滿足了工程對(duì)整體強(qiáng)度的要求；但是，在工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，實(shí)際荷載往往不只是縱橫向施壓，而上述所述各類網(wǎng)狀材料往往只能提供縱橫兩個(gè)方向的加強(qiáng)和支撐，對(duì)于來自于斜向的荷載的支撐就會(huì)表現(xiàn)出極大的弱點(diǎn)，使得格柵強(qiáng)度不高，無法很好的實(shí)現(xiàn)格柵的隔離和保護(hù)作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種四向格柵及其制作方法，可以提供四個(gè)方向的加強(qiáng)和支撐，可以很好地傳遞和分散荷載，增強(qiáng)格柵的強(qiáng)度，不易損壞。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

提供一種四向格柵，包括橫向條棒和縱向條棒，所述的橫向條棒和縱向條棒交錯(cuò)形成沿橫向以及縱向排列的矩形單元，所述的每個(gè)矩形單元的四邊上均設(shè)有第一節(jié)點(diǎn)，位于同一矩形單元內(nèi)的第一節(jié)點(diǎn)通過斜向條棒首尾依次連接形成平行四邊形，位于相鄰兩矩形單元中的公共橫向條棒或公共縱向條棒上的第一節(jié)點(diǎn)位置相同。

各矩形單元排列整齊形成具有一定長(zhǎng)度的四向格柵，便于制作，加工方便，通過矩形單元每邊的第一節(jié)點(diǎn)上斜向條棒首尾連接形成的平行四邊形結(jié)構(gòu)使得格柵可以承受水平方向±45°及豎直方向±45°方向的拉伸與支撐，在填料有水平滑移傾向時(shí)，斜向條棒與第一節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生垂直方向的阻力、以及平面摩擦力，從而增加格柵和填料之間的摩阻力和阻力，抵消使格柵脫出的拉拔力，使格柵更不容易脫出。

作為優(yōu)選，所述的第一節(jié)點(diǎn)位于矩形單元的四邊中點(diǎn)上。

第一節(jié)點(diǎn)位于矩形單元四邊的中點(diǎn)處使得矩形單元四邊的橫向條棒和縱向條棒受力均衡，起到平衡受力且很好地傳遞和分散荷載，增強(qiáng)格柵的強(qiáng)度，不易損壞。

作為優(yōu)選，所述的橫向條棒與縱向條棒的連接處交錯(cuò)形成第二節(jié)點(diǎn)，所述的第一節(jié)點(diǎn)的厚度不大于第二節(jié)點(diǎn)的厚度。

由于第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)的大小厚度不同，摩阻力不同，在填料有滑移或沉降傾向時(shí)，格柵出現(xiàn)受力不均衡的狀況，從而抵消一部分微小變形，增加格柵整體的穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選，所述的矩形單元為正方形。四向格柵內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)和筋條的配置較為規(guī)則，便于制作。

作為優(yōu)選，位于同一矩形單元內(nèi)的第一節(jié)點(diǎn)通過斜向條棒首尾依次連接形成為菱形。

一種用于生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的四向格柵的制作方法，包括以下步驟：

（1）將熱塑性塑料板材經(jīng)過沖孔得到沿橫向、縱向排列的孔陣列，所述的孔陣列包括至少一個(gè)孔陣列單元，所述的每個(gè)孔陣列單元包括四個(gè)大孔和四個(gè)小孔，四個(gè)大孔的中心分別位于大矩形四個(gè)頂點(diǎn)上，四個(gè)小孔的中心分別位于小矩形四個(gè)頂點(diǎn)上，小矩形位于大矩形內(nèi)且小矩形的邊與大矩形的邊對(duì)應(yīng)平行，相鄰的兩個(gè)孔陣列單元共用兩個(gè)大孔；

（2）對(duì)步驟（1）沖孔后的熱塑性塑料板材進(jìn)行縱向拉伸和橫向拉伸，或縱向橫向同時(shí)同步拉伸，得到四向格柵。

作為優(yōu)選，所述的小矩形四個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的四個(gè)小孔的中心間隔各自分布在大矩形兩條對(duì)角線上，且每個(gè)小孔的中心與對(duì)角線交點(diǎn)的距離相等。

作為優(yōu)選，所述的小矩形四個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的四個(gè)小孔的中心分別間隔各自位于對(duì)角線一半長(zhǎng)度的中點(diǎn)上。

作為優(yōu)選，步驟（1）中所述的沖孔是指沖圓形孔、橢圓形孔、三角形孔、矩形孔或多邊形孔中的一種。

作為優(yōu)選，所述的沖孔是指沖圓孔，所述的小孔為小圓孔且小圓孔直徑為d；所述的大孔為大圓孔且大圓孔的直徑為D，有D=（1.5-2）d。

作為優(yōu)選，單個(gè)孔陣列單元中，所述的大矩形為大正方形，小矩形為小正方形，大正方形的邊長(zhǎng)即位于大正方形四個(gè)頂點(diǎn)上相鄰的兩個(gè)大圓孔的圓心距A，小正方形的邊長(zhǎng)即位于小正方形四個(gè)頂點(diǎn)上相鄰的兩個(gè)小圓孔中心的圓心距a且a=（1.5-3）d；縱向方向相鄰兩個(gè)孔陣列單元中，相鄰的兩個(gè)小圓孔中心的縱向距離為e 且e＝A－D，橫向方向相鄰兩個(gè)孔陣列單元中的一個(gè)共用大圓孔中心與一側(cè)小圓孔中心的橫向距離為c且c＝?A。

本發(fā)明的有益效果：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，通過矩形單元每邊的第一節(jié)點(diǎn)上斜向條棒首尾連接形成的平行四邊形結(jié)構(gòu)使得格柵可以承受水平方向±45°及豎直方向±45°方向的拉伸與支撐，可以很好地傳遞和分散荷載，增強(qiáng)格柵的強(qiáng)度，不易損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的熱塑性塑料板材未拉伸前的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的熱塑性塑料板材在拉伸后形成的四向格柵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2采用第一種實(shí)施方式時(shí)熱塑性塑料板材未拉伸前的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的熱塑性塑料板材在拉伸后形成的四向格柵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2采用第二種實(shí)施方式時(shí)熱塑性塑料板材在拉伸后形成的四向格柵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中所示：

1、橫向條棒，2、縱向條棒，3、矩形單元，4、第二節(jié)點(diǎn)，5、第一節(jié)點(diǎn)，6、斜向條棒，7、孔陣列單元，8、大圓孔，9、小圓孔。

具體實(shí)施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過具體實(shí)施方式，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。

一種四向格柵，包括橫向條棒1和縱向條棒2，所述的橫向條棒1和縱向條棒2交錯(cuò)形成沿橫向以及縱向排列的矩形單元3。

本四向格柵，優(yōu)選是經(jīng)過拉伸制得，當(dāng)然作為極端情況，也可經(jīng)過注塑、甚至經(jīng)編符合其他工藝后得到。

需要指出的是：橫向條棒1和縱向條棒2中提到的橫向和縱向是指兩個(gè)條棒是垂直關(guān)系，并不限定與產(chǎn)品的延伸方向的位置關(guān)系，優(yōu)選與產(chǎn)延伸方向一致，但可以根據(jù)需要做成與本附圖2存在一定傾斜角度的產(chǎn)品，同樣的，上述提到的交錯(cuò)形成，優(yōu)選將熱塑性塑料板材經(jīng)過沖圓孔后一體化拉伸后形成的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可以包括其他變劣的形式，比如后期的焊接、注塑等。

所述的每個(gè)矩形單元3的四邊上均設(shè)有第一節(jié)點(diǎn)5，位于同一矩形單元3內(nèi)的第一節(jié)點(diǎn)5通過斜向條棒6首尾依次連接形成平行四邊形，位于相鄰兩矩形單元3中的公共橫向條棒或公共縱向條棒上的第一節(jié)點(diǎn)5位置相同。

需要指出的是：相鄰的兩個(gè)矩形單元是指橫縱向左右上下相鄰，而非斜向相鄰。位于同一矩形單元3內(nèi)的第一節(jié)點(diǎn)5通過斜向條棒6首尾依次連接形成平行四邊形，優(yōu)選為菱形。

第一節(jié)點(diǎn)5優(yōu)選位于矩形單元3的四邊中點(diǎn)上，此時(shí)上述的平行四邊形變?yōu)榱庑?，使得矩形單?四邊的橫向條棒1和縱向條棒2受力均衡，起到平衡受力且很好地傳遞和分散荷載，增強(qiáng)格柵的強(qiáng)度，不易損壞。

當(dāng)然為了與上述的方案區(qū)分，第一節(jié)點(diǎn)5可以位于矩形單元3四邊的任一相同位置，比如調(diào)整下述孔陣列，使其小孔與大孔之間的距離略作改變拉伸制得。

所述的橫向條棒1與縱向條棒2的連接處交錯(cuò)形成第二節(jié)點(diǎn)4，所述的第一節(jié)點(diǎn)5的厚度不大于第二節(jié)點(diǎn)4的厚度。

上述提到的橫向條棒1、縱向條棒2及斜向條棒6優(yōu)選為通過熱塑性塑料板材沖孔后拉伸形成，當(dāng)然也可為模具鑄造得到。

所述的矩形單元3可以為正方形，長(zhǎng)方形等形狀，作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，矩形單元3采用正方形，四向格柵內(nèi)部的斜向條棒的配置較為規(guī)則，便于制作。

一種四向格柵的制作方法，包括以下步驟：

（1）將熱塑性塑料板材經(jīng)過沖孔得到沿橫向、縱向排列的孔陣列，所述的孔陣列包括至少一個(gè)孔陣列單元，所述的每個(gè)孔陣列單元包括四個(gè)大孔和四個(gè)小孔，四個(gè)大孔的中心分別位于大矩形四個(gè)頂點(diǎn)上，四個(gè)小孔的中心分別位于小矩形四個(gè)頂點(diǎn)上，小矩形位于大矩形內(nèi)且小矩形的邊與大矩形的邊對(duì)應(yīng)平行，相鄰的兩個(gè)孔陣列單元共用兩個(gè)大孔；

（2）對(duì)步驟（1）沖孔后的熱塑性塑料板材進(jìn)行縱向拉伸和橫向拉伸，或縱向橫向同時(shí)同步拉伸，得到四向格柵。

步驟（1）中所述的沖孔是指沖圓形孔、橢圓形孔、三角形孔、矩形孔、菱形孔或多邊形孔中的一種，優(yōu)選的沖孔為沖圓孔，所述的大孔為大圓孔8，所述的小孔為小圓孔9。

作為本發(fā)明的實(shí)施例1，步驟（1）中四個(gè)大孔的中心分別位于矩形四個(gè)頂點(diǎn)上，這里的矩形選取正方形，經(jīng)步驟（1）沖圓孔后，上述的四個(gè)大圓孔8的圓心分別位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，所述的小圓孔9直徑為d，大圓孔8的直徑為D且D=（1.5-2）d。

在單個(gè)孔陣列單元中，所述的大矩形為大正方形，小矩形為小正方形，大正方形的邊長(zhǎng)即位于大正方形四個(gè)頂點(diǎn)上相鄰的兩個(gè)大圓孔的圓心距A，小正方形的邊長(zhǎng)即位于小正方形四個(gè)頂點(diǎn)上相鄰的兩個(gè)小圓孔中心的圓心距a且a=（1.5-3）d；縱向方向相鄰兩個(gè)孔陣列單元中，相鄰的兩個(gè)小圓孔中心的縱向距離為e 且e＝A－D，橫向方向相鄰兩個(gè)孔陣列單元中的一個(gè)共用大圓孔中心與一側(cè)小圓孔中心的橫向距離為c且c＝?A。按照此孔陣列沖孔后的得到熱塑性塑料板材進(jìn)行縱向拉伸和橫向拉伸后得到的四向格柵為圖2所示的正方形四向格柵。

作為本發(fā)明的實(shí)施例2，步驟（1）中四個(gè)大孔的中心分別位于矩形四個(gè)頂點(diǎn)上，經(jīng)步驟（1）沖圓孔后，上述的四個(gè)大圓孔8的圓心分別位于矩形的四個(gè)頂點(diǎn)，所述的小圓孔9直徑為d，大圓孔8的直徑為D且D=（1.5-2）d。

在所述的孔陣列單元中，大矩形的邊長(zhǎng)即位于大矩形四個(gè)頂點(diǎn)上相鄰的兩個(gè)大圓孔的圓心距A，小矩形的邊長(zhǎng)即位于小矩形四個(gè)頂點(diǎn)上相鄰的兩個(gè)小圓孔中心的圓心距a且a=（1.5-3）d；縱向方向相鄰兩個(gè)孔陣列單元中，相鄰的兩個(gè)小圓孔中心的縱向距離為e 且e＝A－D，橫向方向相鄰兩個(gè)孔陣列單元中的一個(gè)共用大圓孔中心與一側(cè)小圓孔中心的橫向距離為c且c＝?A。本實(shí)施例的第一種實(shí)施方式，即A＞B時(shí)，按照此孔陣列沖孔后的得到熱塑性塑料板材進(jìn)行縱向拉伸和橫向拉伸后得到的四向格柵為圖4所示的矩形四向格柵；同理本實(shí)施例的第一種實(shí)施方式，A＜B時(shí)，得到熱塑性塑料板材進(jìn)行縱向拉伸和橫向拉伸后得到的四向格柵為圖5所示的矩形四向格柵。

本發(fā)明所描述的孔陣列的板材經(jīng)過縱向、橫向拉伸形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，或者類似于本發(fā)明描述的上述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，由于縱向和橫向的拉伸倍率不同而有所差異；對(duì)于一定幾何形狀的孔及其孔的大小和陣列來講，縱向和橫向的孔間距變化，也會(huì)相應(yīng)影響網(wǎng)狀多向結(jié)構(gòu)材料的最終形狀。所以，本發(fā)明所述的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料包括但不限于本發(fā)明所闡明的孔型及陣列所對(duì)應(yīng)的塑料拉伸網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料。

當(dāng)然，上述說明也并不僅限于上述舉例，本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述；以上實(shí)施例及附圖僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案并非是對(duì)本發(fā)明的限制，參照優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發(fā)明的宗旨，也應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。