CN113463839A - 组合t形截面柱及其的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合T形截面柱及其的制作方法，其中，组合T形截面柱包括带U形翼钢管混凝土核心柱、长木单元和多个竹胶板，带U形翼钢管混凝土核心柱的三个U形翼T形钢板的腹板分别焊接固定在钢管混凝土核心柱的侧面上，带U形翼钢管混凝土核心柱限定出三个咬合安装区；长木单元的第一长木单元、第二长木单元以及第三长木单元分别嵌设在三个咬合安装区中且两侧端面上分别设有企口，折边分别嵌入在对应的企口中，长木单元与带U形翼钢管混凝土核心柱之间的界面采用第一结构胶粘结固定；多个竹胶板采用第二竹销钉和第二结构胶分别固定在组合柱的外侧面上。本发明能够有效地对小截面木材和竹资源进行回收利用，结构简单可靠且环保性高。

Description

组合T形截面柱及其的制作方法

技术领域

本发明涉及建筑组合结构技术领域，尤其是涉及一种组合T形截面柱及其的制作方法。

背景技术

村镇建筑结构中，木构架结构有着较为广泛的应用，木柱是木构架结构的竖向构件。在木构架结构中，木柱和木梁通过连接节点形成木构架，木梁所承受的荷载通过节点传递给木柱，再由木柱传至基础。

传统的木柱通常采用整根的原木制作，截面包括圆形和矩形等，目前由于过度的森林采伐，大截面的整根原木的资源已经非常匮乏。另一方面，森林中人工锯掉的废弃的小截面原木和木材加工厂剩余的小截面木材有较多的存量，由于这些小截面原木和剩余的小截面木材不仅截面小且长度也比较短，加之缺乏相应的资源化技术，有时不得已只能将其作为废品处理掉，既浪费资源，又污染环境。如何将森林中人工锯掉的废弃的小截面原木和木材加工厂剩余的小截面木材资源化，是工程界十分关注和亟待解决的关键技术问题。

由于小截面木材加工成矩形截面木材后，很难加工出较长的小截面矩形木材，实际加工出来的小截面矩形木材长短不一，如何将长短不一的小截面短木合理高效利用，工程界同样十分关注。

竹子生长能力很强，属于一种生态建筑材料。我国竹类资源十分丰富，竹子种类和竹林面积约占世界的1/4，竹材产量约占世界1/3，居世界各国之首。竹材的物理力学性能优良，其抗拉强度约为木材的2倍，且竹材具有良好的弹性和柔软性能。但是竹材的力学性能与其含水率、竹秆部位、竹龄、立地条件和竹种等密切相关且差异较大，这就限制了竹材在建筑上的广泛应用。以竹材为主要原料生产的竹材人造板，由于其结构的合理性，大大改变了竹材的形态与结构，提高了其物理力学性能的稳定性。其中，用竹子加工成的竹胶板作为建筑模板早已大规模应用，竹胶板的耐腐、耐水、抗火、抗压、抗拉、抗弯能力等均显著好于木模板，周转次数也显著多于木模板，且工作稳定性和安全性好。

目前，我国钢的产能过剩，如何合理的在量大面广的村镇建筑结构中采用轻型钢材，是业内亟待解决的问题。

钢管混凝土柱的抗压能力好，由于钢管中的混凝土受到刚钢管约束，处于三向受压应力状态。其抗压能力显著高于空腔钢管柱，如何将轻型钢管混凝土柱与资源及其丰富的小短木及竹胶板组合成抗压能力好的柱子构件，是工程的亟需。

目前用于木材与木材粘结或者木材与竹胶板粘结的主要采用乳胶，因其颜色为白色又称其白乳胶，乳胶是聚乙酸乙烯酯胶粘剂的简称，包括单组份乳胶和双组份乳胶，改性的乳胶具有粘结牢固、耐水性和耐候性好的优点。目前用于木材与钢材粘结或者竹胶板与钢材粘结的主要采用结构胶，结构胶强度高、抗剥离、耐冲击，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，施工工艺简便，在结构预期寿命内性能稳定，适用于结构件的粘结，可用于金属、木材等同种材料或者不同种材料之间的粘结。结构胶的价格高于乳胶。

因此，研发一种经济实用，造价低廉，施工简便的适用于低多层建筑，特别是村镇低多层农房结构的一种带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合矩形柱及作法具有十分重要的实践意义和社会、经济、环境价值。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种组合T形截面柱，能够有效地对小截面木材和竹资源进行回收利用，结构简单可靠、应用范围广且环保性高。

根据本发明第一方面实施例的组合T形截面柱，所述组合T形截面柱为带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱，包括：

带U形翼钢管混凝土核心柱，所述带U形翼钢管混凝土核心柱包括钢管混凝土核心柱和三个U形翼T形钢板，三个所述U形翼T形钢板的腹板竖向设置且分别焊接固定在所述钢管混凝土核心柱的侧面上，两个所述腹板及所述钢管混凝土核心柱构成的整体的横截面大致T形，三个所述U形翼T形钢板的翼板上的折边分别与对应的所述腹板间隔相对，从而所述带U形翼钢管混凝土核心柱限定出三个咬合安装区；

长木单元，所述长木单元包括第一长木单元、第二长木单元和第三长木单元；所述第一长木单元的横截面和所述第二长木单元的横截面均大致呈L形，所述第三长木单元的横截面大致呈一字形，所述第一长木单元的两侧端面上、所述第二长木单元的两侧端面上以及所述第三长木单元的两侧端面上分别设有企口；所述第一长木单元、所述第二长木单元和所述第三长木单元均由多个小短木采用第一竹销钉和乳胶拼接成矩形截面长木木料后再按照设计要求由多个所述矩形截面长木木料加工而成，其中，所述乳胶粘结在两两相邻的所述小短木间的界面上；所述第一长木单元、所述第二长木单元和所述第三长木单元分别一一对应适配地嵌设在三个所述咬合安装区中，且三个所述翼板上的所述折边分别嵌入在对应的所述企口中，所述第一长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱之间的界面、所述第二长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱之间的界面以及所述第三长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱之间的界面均采用第一结构胶粘结固定，从而形成截面呈T形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；

多个竹胶板，多个所述竹胶板采用第二竹销钉和第二结构胶分别固定在所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以将所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面全部包覆，其中，所述第二结构胶粘结在所述竹胶板和对应的所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱间的界面上。

根据本发明第一方面实施例的组合T形截面柱，制作过程为：首先，制作带U形翼钢管混凝土核心柱，按照性能需求设计并制作钢管混凝土核心柱和U形翼T形钢板，将三个U形翼T形钢板的腹板呈竖向设置且分别焊接固定在钢管混凝土核心柱的侧面上，使得三个腹板及钢管混凝土核心柱构成的整体的横截面大致T形，从而使带U形翼钢管混凝土核心柱限定出三个咬合安装区；然后，制作第一长木单元、第二长木单元和第三长木单元，先通过第一竹销钉将两两相邻的小短木拼接固定成矩形截面长木木料，且每两两相邻的小短木之间的连接界面采用乳胶粘结固定，然后再取多个矩形截面长木木料按照设计要求加工成第一长木单元，另取多个矩形截面长木木料按照设计要求加工成第二长木单元，再另取多个矩形截面长木木料按照设计要求加工成第三长木单元，其次，制作U形翼钢管混凝土-小短木组合柱，将第一长木单元、第二长木单元及第三长木单元与带U形翼钢管混凝土核心柱的连接界面涂刷第一结构胶后，将第一长木单元、第二长木单元及第三长木单元从带U形翼钢管混凝土核心柱的三个咬合安装区的一端推入，使得第一长木单元、第二长木单元及第三长木单元的一部分分别一一对应适配地嵌设带U形翼钢管混凝土核心柱的三个咬合安装区中，小短木交错拼接，形成截面呈T形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；最后，将竹胶板与U形翼钢管混凝土-小短木组合柱连接，将多个竹胶板用第二结构胶分别粘贴在U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以包覆U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的全部外侧面，待粘结强度达到要求后按照设计排列打用于将第二竹销钉销入竹胶板和长木单元的孔，之后将第二竹销钉表面涂上第二乳胶后销入孔中，形成第一长木单元、第二长木单元、第三长木单元和竹胶板之间的配合界面机械连接和界面粘结互补的双重连接界面。

根据本发明第一方面实施例的组合T形截面柱，具有如下优点：第一、基于组合柱受力需求可自行调整设计的带U形翼钢管混凝土核心柱，在其核心受压部分采用抗压性能好的带U形翼钢管混凝土核心柱；受弯应力较大的钢管混凝土核心柱外侧面采用U形翼T形钢板，兼具抗压和强化长木单元之间联系的作用，设计灵活，受力合理，节省钢材；第二、基于组合柱受力需求的由交错拼接小短木形成的第一长木单元、第二长木单元和第三长木单元，各个小短木之间的连接均采用圆柱竹销钉和胶粘双重连接，所形成小截面短木之间机械咬合与全界面胶结协同受力的高性能连接界面的长木单元与整个木材性能接近，竹销钉抗拉性能和抗剪切性能显著好于木制销钉，它既克服了钢制螺钉易锈蚀的不足，又具备连接木材所需的足够强度和刚度；第三、采用抗拉和抗压强度是木材2倍之多的竹胶板封盖在组合T形截面柱抗弯受力最大的外侧面，显著提升了组合柱的抗弯刚度、抗弯承载力和抗剪承载力，比相同木材的等截面传统原木柱的刚度、强度和稳定性能显著提升，这种基于组合柱受力需求高效匹配钢管混凝土核心柱、U形翼T形钢板及交错拼接短木而成的第一长木单元第二长木单元和第三长木单元，将不同材料优势进行组合，并通过牢固的界面连接形成组合柱整体，其良好的、设计可控的受力性能是整根原木矩形柱难以做到的；第四、小截面短木、竹胶板与带U形翼钢管混凝土核心柱有机组合，构造简单、连接可靠、生态环保，可有力促进林业废弃物小截面原木和木业加工剩余的小截面木材资源化及大量生态竹的综合利用；第五、整个组合T形截面柱没有一个外露的钢部件，即钢部件全部被木和竹封裹，显著提升了组合柱的耐久性，非常适于量大面广的村镇建筑结构，且其表观具有传统木竹结构柱的生态感。

根据本发明第一方面的一个实施例，所述钢管混凝土核心柱采用在矩形钢管、方钢管或圆钢管内灌注细石混凝土加工而成。

根据本发明第一方面进一步的实施例，所述钢管混凝土核心柱中的钢管壁厚不小于2mm，所述细碎混凝土强度等级不小于20MPa，所述细石混凝土中的粗骨料粒径不大于100mm。

根据本发明第一方面的一个实施例，所述翼板为冷弯钢板。

根据本发明第一方面进一步的实施例，所述翼板的厚度不小于2mm，所述腹板的厚度不小于2mm。

根据本发明第一方面的一个实施例，所述带U形翼钢管混凝土核心柱的抗压承载力不小于所述组合T形截面柱整体抗压承载力的50％。

根据本发明第一方面的一个实施例，所述小短木为截面大小满足设计截面要求但长度不满足所述组合T形截面柱柱高要求的小短木，或者所述小短木为截面大小不满足设计截面要求且长度也不满足所述组合T形截面柱柱高要求的小短木。

根据本发明第一方面的一个实施例，所述竹胶板的厚度不小于10mm，成垂直相交的两两相邻的所述竹胶板之间的对接角度为45度。

本发明第二方面还提出了一种如上述任意一项第一方面实施例的组合T形截面柱的制作方法。

根据本发明第二方面实施例的组合T形截面柱的制作方法，包括如下步骤：

制作所述带U形翼钢管混凝土核心柱：按照性能需求设计并制作所述钢管混凝土核心柱和所述U形翼T形钢板，将三个所述U形翼T形钢板的所述腹板呈竖向设置且分别焊接固定在所述钢管混凝土核心柱的侧面上，使得三个所述腹板及所述钢管混凝土核心柱构成的整体的横截面大致T形，从而使所述带U形翼钢管混凝土核心柱限定出三个所述咬合安装区；

分别制作所述第一长木单元、所述第二长木单元和所述第三长木单元：将多个所述小短木采用所述第一竹销钉和所述乳胶先拼接成多个所述矩形截面长木木料，其中，所述乳胶连接在两两相邻的所述小短木间的界面上，再取多个所述矩形截面长木木料按照设计要求加工成所述第一长木单元，另取多个所述矩形截面长木木料按照设计要求加工成所述第二长木单元，再另取多个所述矩形截面长木木料按照设计要求加工成所述第三长木单元，使得所述第一长木单元的一部分、所述第二长木单元的一部分和所述第三长木单元的一部分分别能够适配地嵌设在对应的所述咬合安装区中；

制作所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱：将所述第一长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱的连接界面涂刷所述第一结构胶后，再将所述第一长木单元的一部分适配地嵌设在所述带U形翼钢管混凝土核心柱的对应的一个所述咬合安装区中，将所述第二长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱的连接界面涂刷所述第一结构胶后，再将所述第二长木单元的一部分适配地嵌设在所述带U形翼钢管混凝土核心柱的对应的另一个所述咬合安装区中，将所述第三长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱的连接界面涂刷所述第一结构胶后，再将所述第三长木单元的一部分适配地嵌设在所述带U形翼钢管混凝土核心柱的对应的剩余一个所述咬合安装区中，从而形成截面呈T形状的所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；

将所述竹胶板与所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱连接：首先将多个所述竹胶板用所述第二结构胶分别粘贴在所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以包覆所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的全部外侧面上，待粘接强度达到要求后按照设计排列打用于所述第二竹销钉销入所述竹胶板和所述长木单元的孔，之后将所述第二竹销钉表面涂所述第二乳胶后销入所述孔中，从而形成所述带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱。

根据本发明第二方面的一个实施例，还包括如下步骤：

表面处理：对所述带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱上的所述竹胶板外露部分进行表面打磨和光滑处理。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明第一方面实施例的组合T形截面柱的一个方位的结构示意图。

图2为本发明第一方面实施例的组合T形截面柱的另一个方位的结构示意图。

图3为本发明第一方面实施例的组合T形截面柱的长木单元的结构示意图。

图4为本发明第一方面实施例的组合T形截面柱的带U形翼钢管混凝土核心柱的结构示意图。

图5为本发明第一方面实施例的组合T形截面柱的竹胶板的结构示意图。

附图标记：

组合T形截面柱1000

带U形翼钢管混凝土核心柱1

钢管混凝土核心柱11 钢管111 混凝土112

U形翼T形钢板12 腹板121 翼板122 折边1221

咬合安装区13

长木单元2 企口21 第一长木单元22 第二长木单元23 第三长木单元24

竹胶板3

第一竹销钉4

第二竹销钉5

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图5来描述根据本发明实施例的组合T形截面柱1000。

如图1至图5所示，根据本发明第一方面实施例的组合T形截面柱1000，组合T形截面柱1000为带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱，包括带U形翼钢管混凝土核心柱1、长木单元2和多个竹胶板3，带U形翼钢管混凝土核心柱1包括钢管混凝土核心柱11和三个U形翼T形钢板12，三个U形翼T形钢板12的腹板121竖向设置且分别焊接固定在钢管混凝土核心柱11的侧面上，三个腹板121及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致T形，三个U形翼T形钢板12的翼板122上的折边1221分别与对应的腹板121间隔相对，从而带U形翼钢管混凝土核心柱1限定出三个咬合安装区13；长木单元2包括第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24；第一长木单元22的横截面和第二长木单元23的横截面均大致呈L形，第三长木单元24的横截面大致呈一字形，第一长木单元22的两侧端面上、第二长木单元23的两侧端面上以及第三长木单元24的两侧端面上分别设有企口21；第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24均由多个小短木采用第一竹销钉4和乳胶拼接成矩形截面长木木料后再按照设计要求由多个矩形截面长木木料加工而成，其中，乳胶粘结在两两相邻的小短木间的界面上；第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24分别一一对应适配地嵌设在三个咬合安装区13中，且三个翼板122上的折边1221分别嵌入在对应的企口21中，第一长木单元22与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面、第二长木单元23与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面以及第三长木单元24与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面均采用第一结构胶粘结固定，从而形成截面呈T形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；多个竹胶板3采用第二竹销钉5和第二结构胶分别固定在U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以将U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面全部包覆，其中，第二结构胶粘结在竹胶板3和对应的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱间的界面上。

具体地，带U形翼钢管混凝土核心柱1包括钢管混凝土核心柱11和三个U形翼T形钢板12，三个U形翼T形钢板12的腹板121竖向设置且分别焊接固定在钢管混凝土核心柱11的侧面上，三个腹板121及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致T形，三个U形翼T形钢板12的翼板122上的折边1221分别与对应的腹板121间隔相对，从而带U形翼钢管混凝土核心柱1限定出三个咬合安装区13；可以理解的是，通过将三个U形翼T形钢板12的翼板122的折边1221嵌入第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24中起到牢固拉结作用，固定可靠；钢管混凝土核心柱11和三个U形翼T形钢板12焊接固定，起到核心抗压的作用。

长木单元2包括第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24；第一长木单元22的横截面和第二长木单元23的横截面均大致呈L形，第三长木单元24的横截面大致呈一字形，第一长木单元22的两侧端面上、第二长木单元23的两侧端面上以及第三长木单元24的两侧端面上分别设有企口21；第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24均由多个小短木采用第一竹销钉4和乳胶拼接成矩形截面长木木料后再按照设计要求由多个矩形截面长木木料加工而成，其中，乳胶粘结在两两相邻的小短木间的界面上；第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24分别一一对应适配地嵌设在三个咬合安装区13中，且三个翼板122上的折边1221分别嵌入在对应的企口21中，第一长木单元22与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面、第二长木单元23与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面以及第三长木单元24与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面均采用第一结构胶粘结固定，从而形成截面呈T形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；可以理解的是，将多个小短木通过第一竹销钉4和乳胶交错拼接成长木单元2，形成两两相邻的小短木间连接界面机械连接和界面粘结互补的双重连接界面，可以增强小短木之间的机械咬合力，使得第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24的成本低且受力性能好，而且实现充分回收利用木材资源，减少木材资源的浪费；通过将第一长木单元22、第二长木单元23和第二长木单元23分别一一对应适配地嵌设在三个咬合安装区13中，且三个翼板122上的折边1221分别嵌入在对应的企口21中，第一长木单元22与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面、第二长木单元23与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面及第三长木单元24与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面均采用第一结构胶粘结固定，从而实现第一长木单元22与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面、第二长木单元23与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面及第三长木单元24与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的配合界面机械连接和界面粘结互补的双重连接界面，使得截面呈T形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱结构简单固定可靠。此外，第一竹销钉4抗拉性能和抗剪切性能显著好于木制销钉，既克服了钢制螺钉易锈蚀的不足，又具备连接木材所需的足够强度和刚度；乳胶具有粘结牢固、耐水性和耐候性好的优点，可以将多个小短木可靠粘结；结构胶强度高、抗剥离、耐冲击，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，施工工艺简便，在结构预期寿命内性能稳定，适用范围广，由此，第一长木单元22与带U形翼钢管混凝土核心柱1、第二长木单元23与带U形翼钢管混凝土核心柱1以及第三长木单元24与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间能够可靠地粘结。

多个竹胶板3采用第二竹销钉5和第二结构胶分别固定在U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以将U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面全部包覆，其中，第二结构胶粘结在竹胶板3和对应的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱间的界面上。可以理解的是，竹胶板3的耐腐、耐水、抗火、抗压、抗拉、抗弯能力等均显著好于木模板，周转次数也显著多于木模板，且工作稳定性和安全性好，竹胶板3的抗拉强度强，多个竹胶板3位于U形翼钢管混凝土-小短木组合柱受弯最大的外侧面，显著提升了组合柱的抗弯刚度、抗弯承载力和抗剪承载力，稳定性能好；通过第二竹销钉5和第二结构胶将多个竹胶板3分别固定在U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，形成竹胶板3与U形翼钢管混凝土-小短木组合柱之间的配合界面机械连接和界面粘结互补的双重连接界面，使得竹胶板3与U形翼钢管混凝土-小短木组合柱之间固定可靠，此外，第二竹销钉5抗拉性能和抗剪切性能显著好于木制销钉，既克服了钢制螺钉易锈蚀的不足，又具备连接木材所需的足够强度和刚度，结构胶强度高、抗剥离、耐冲击，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，施工工艺简便，在结构预期寿命内性能稳定，适用范围广，能够将竹胶板3与U形翼钢管混凝土-小短木组合柱可靠地粘结。

根据本发明第一方面实施例的组合T形截面柱1000，制作过程为：首先，制作带U形翼钢管混凝土核心柱1，按照性能需求设计并制作钢管混凝土核心柱11和U形翼T形钢板12，将三个U形翼T形钢板12的腹板121呈竖向设置且分别焊接固定在钢管混凝土核心柱11的侧面上，使得三个腹板121及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致T形，从而使带U形翼钢管混凝土核心柱1限定出三个咬合安装区13；然后，制作第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24，先通过第一竹销钉4将两两相邻的小短木拼接固定成矩形截面长木木料，且每两两相邻的小短木之间的连接界面采用乳胶粘结固定，然后再取多个矩形截面长木木料按照设计要求加工成第一长木单元22，另取多个矩形截面长木木料按照设计要求加工成第二长木单元23，再另取多个矩形截面长木木料按照设计要求加工成第三长木单元24，其次，制作U形翼钢管混凝土-小短木组合柱，将第一长木单元22、第二长木单元23及第三长木单元24与带U形翼钢管混凝土核心柱1的连接界面涂刷第一结构胶后，将第一长木单元22、第二长木单元23及第三长木单元24从带U形翼钢管混凝土核心柱1的三个咬合安装区13的一端推入，使得第一长木单元22、第二长木单元23及第三长木单元24的一部分分别一一对应适配地嵌设带U形翼钢管混凝土核心柱1的三个咬合安装区13中，小短木交错拼接，形成截面呈T形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；最后，将竹胶板3与U形翼钢管混凝土-小短木组合柱连接，将多个竹胶板3用第二结构胶分别粘贴在U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以包覆U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的全部外侧面，待粘结强度达到要求后按照设计排列打用于将第二竹销钉5销入竹胶板3和长木单元2的孔，之后将第二竹销钉5表面涂上第二乳胶后销入孔中，形成第一长木单元22、第二长木单元23、第三长木单元24和竹胶板3之间的配合界面机械连接和界面粘结互补的双重连接界面。

根据本发明第一方面实施例的组合T形截面柱1000，具有如下优点：第一、基于组合柱受力需求可自行调整设计的带U形翼钢管混凝土核心柱1，在其核心受压部分采用抗压性能好的带U形翼钢管混凝土核心柱1；受弯应力较大的钢管混凝土核心柱11外侧面采用U形翼T形钢板12，兼具抗压和强化长木单元2之间联系的作用，设计灵活，受力合理，节省钢材；第二、基于组合柱受力需求的由交错拼接小短木形成的第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24，各个小短木之间的连接均采用圆柱竹销钉和胶粘双重连接，所形成小截面短木之间机械咬合与全界面胶结协同受力的高性能连接界面的长木单元2与整个木材性能接近，竹销钉抗拉性能和抗剪切性能显著好于木制销钉，它既克服了钢制螺钉易锈蚀的不足，又具备连接木材所需的足够强度和刚度；第三、采用抗拉和抗压强度是木材2倍之多的竹胶板3封盖在组合T形截面柱1000抗弯受力最大的外侧面，显著提升了组合柱的抗弯刚度、抗弯承载力和抗剪承载力，比相同木材的等截面传统原木柱的刚度、强度和稳定性能显著提升，这种基于组合柱受力需求高效匹配钢管混凝土核心柱11、U形翼T形钢板12及交错拼接短木而成的第一长木单元22第二长木单元23和第三长木单元24，将不同材料优势进行组合，并通过牢固的界面连接形成组合柱整体，其良好的、设计可控的受力性能是整根原木矩形柱难以做到的；第四、小截面短木、竹胶板3与带U形翼钢管混凝土核心柱1有机组合，构造简单、连接可靠、生态环保，可有力促进林业废弃物小截面原木和木业加工剩余的小截面木材资源化及大量生态竹的综合利用；第五、整个组合T形截面柱1000没有一个外露的钢部件，即钢部件全部被木和竹封裹，显著提升了组合柱的耐久性，非常适于量大面广的村镇建筑结构，且其表观具有传统木竹结构柱的生态感。

根据本发明第一方面的一个实施例，钢管混凝土核心柱11采用在矩形钢管111、方钢管111或圆钢管111内灌注细石混凝土112加工而成。这样，钢管混凝土核心柱11的抗压性能好。

根据本发明第一方面进一步的实施例，钢管混凝土核心柱11中的钢管111壁厚不小于2mm，细碎混凝土112强度等级不小于20MPa，细石混凝土112中的粗骨料粒径不大于100mm。由此，可以保证钢管混凝土核心柱11的刚度与强度。

需要说明的是，混凝土112可以采用普通混凝土112和再生混凝土112，再生混凝土112粗骨料由建筑垃圾中废弃混凝土112块体破碎筛分而成。

根据本发明第一方面的一个实施例，翼板122为冷弯钢板。这样，翼板122的刚度好、造价低且成型简单。

根据本发明第一方面进一步的实施例，翼板122的厚度不小于2mm，腹板121的厚度不小于2mm。这样，保证了翼板122和腹板121的刚度和强度，翼板122和腹板121之间焊接固定，进而保证U形翼T形钢板12对第一长木单元22、第二长木单元23及第三长木单元24的牢固拉结作用好，结构合理，设计灵活。

根据本发明第一方面的一个实施例，带U形翼钢管混凝土核心柱1的抗压承载力不小于组合T形截面柱1000整体抗压承载力的50％。可以理解的是，带U形翼钢管混凝土核心柱1在带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱中可以起核心抗压的作用，提高组合T形截面柱1000的抗压性能。

根据本发明第一方面的一个实施例，小短木为截面大小满足设计截面要求但长度不满足组合T形截面柱1000柱高要求的小短木，或者小短木为截面大小不满足设计截面要求且长度也不满足组合T形截面柱1000柱高要求的小短木。由此，可以将废弃的小截面原木和木材加工厂剩余的截面大小满足设计截面要求但长度不满足组合T形截面柱1000柱高要求的小短木，或者截面大小不满足设计截面要求且长度也不满足组合T形截面柱1000柱高要求的小短木资源化，提高小短木的利用率。

根据本发明第一方面的一个实施例，竹胶板3的厚度不小于10mm，这样，能够保证竹胶板3的抗拉强度，同时保证了组合柱的抗弯刚度、抗弯承载力和抗剪承载力；成垂直相交的两两相邻的竹胶板3之间的对接角度为45度,结构简单，使得两两相邻的竹胶板3可以快速的拼装对接并方便地与U形翼钢管混凝土-小短木组合柱粘结固定。

本发明第二方面还提出了一种如上述任意一项的组合T形截面柱1000的制作方法。

根据本发明第二方面实施例的组合T形截面柱1000的制作方法，包括如下步骤：

制作带U形翼钢管混凝土核心柱1：按照性能需求设计并制作钢管混凝土核心柱11和U形翼T形钢板12，将三个U形翼T形钢板12的腹板121呈竖向设置且分别焊接固定在钢管混凝土核心柱11的侧面上，使得三个腹板121及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致T形，从而使带U形翼钢管混凝土核心柱1限定出三个咬合安装区13；

具体地，首先按照设计需求设计钢管111和选择混凝土112，将细石混凝土112灌注在矩形钢管111、方钢管111或圆钢管111内形成钢管混凝土核心柱11，其次，将三个U形翼T形钢板12的腹板121和翼板122焊接固定，最后，将三个U形翼T形钢板12的腹板121呈竖向设置且分别采用双侧贴角焊缝焊接的方式焊接固定在钢管混凝土核心柱11的侧面上，使得三个腹板121及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致T形，从而使带U形翼钢管混凝土核心柱1限定出三个咬合安装区13。

分别制作第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24：将多个小短木采用第一竹销钉4和乳胶先拼接成多个矩形截面长木木料，其中，乳胶连接在两两相邻的小短木间的界面上，再取多个矩形截面长木木料按照设计要求加工成第一长木单元22，另取多个矩形截面长木木料按照设计要求加工成第二长木单元23，再另取多个矩形截面长木木料按照设计要求加工成第三长木单元24，使得第一长木单元22的一部分、第二长木单元23的一部分和第三长木单元24的一部分分别能够适配地嵌设在对应的咬合安装区13中；

具体地，先通过圆柱竹销钉将两两相邻的小短木拼接固定矩形截面长木木料，且每两两相邻的小短木之间的连接界面采用乳胶粘结固定，然后将多个矩形截面长木木料按照设计要求分别加工成第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24。

制作U形翼钢管混凝土-小短木组合柱：将第一长木单元22与带U形翼钢管混凝土核心柱1的连接界面涂刷第一结构胶后，再将第一长木单元22的一部分适配地嵌设在带U形翼钢管混凝土核心柱1的对应的一个咬合安装区13中，将第二长木单元23与带U形翼钢管混凝土核心柱1的连接界面涂刷第一结构胶后，再将第二长木单元23的一部分适配地嵌设在带U形翼钢管混凝土核心柱1的对应的另一个咬合安装区13中，将第三长木单元24与带U形翼钢管混凝土核心柱1的连接界面涂刷第一结构胶后，再将第三长木单元24的一部分适配地嵌设在带U形翼钢管混凝土核心柱1的对应的剩余一个咬合安装区13中，从而形成截面呈T形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；

具体地，将第一长木单元22、第二长木单元23及第三长木单元24与带U形翼钢管混凝土核心柱1的连接界面涂刷第一结构胶后，将第一长木单元22、第二长木单元23及第三长木单元24从带U形翼钢管混凝土核心柱1的三个咬合安装区13的一端推入，使得第一长木单元22、第二长木单元23和第三长木单元24的一部分分别一一对应适配地嵌设带U形翼钢管混凝土核心柱1的三个咬合安装区13中，小短木交错拼接，形成截面呈T形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱。

将竹胶板3与U形翼钢管混凝土-小短木组合柱连接：首先将多个竹胶板3用第二结构胶分别粘贴在U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以包覆U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的全部外侧面上，待粘接强度达到要求后按照设计排列打用于第二竹销钉5销入竹胶板3和长木单元2的孔，之后将第二竹销钉5表面涂第二乳胶后销入孔中，从而形成带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱。

具体地，首先将多个竹胶板3用第二结构胶分别粘贴在U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以包覆U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的全部外侧面，待粘结强度达到要求后按照设计排列打用于将第二竹销钉5销入竹胶板3和长木单元2的孔，之后将第二竹销钉5表面涂上第二乳胶后销入孔中，形成第一长木单元22和竹胶板3之间的配合界面、第二长木单元23和竹胶板3之间的配合界面、第三长木单元24和竹胶板3之间的配合界面机械连接和界面粘结互补的双重连接界面。

根据本发明第二方面的一个实施例，还包括如下步骤：

表面处理：对带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱上的竹胶板3外露部分进行表面打磨和光滑处理。具体地，对带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱上的竹胶板3外露部分进行表面打磨和光滑处理，在需要色差处理时则进行色差处理，之后涂刷木质清漆。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种组合T形截面柱，其特征在于，所述组合T形截面柱为带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱，包括：

带U形翼钢管混凝土核心柱，所述带U形翼钢管混凝土核心柱包括钢管混凝土核心柱和三个U形翼T形钢板，三个所述U形翼T形钢板的腹板竖向设置且分别焊接固定在所述钢管混凝土核心柱的侧面上，三个所述腹板及所述钢管混凝土核心柱构成的整体的横截面大致T形，三个所述U形翼T形钢板的翼板上的折边分别与对应的所述腹板间隔相对，从而所述带U形翼钢管混凝土核心柱限定出三个咬合安装区；

长木单元，所述长木单元包括第一长木单元、第二长木单元和第三长木单元；所述第一长木单元的横截面和所述第二长木单元的横截面均大致呈L形，所述第三长木单元的横截面大致呈一字形，所述第一长木单元的两侧端面上、所述第二长木单元的两侧端面上以及所述第三长木单元的两侧端面上分别设有企口；所述第一长木单元、所述第二长木单元和所述第三长木单元均由多个小短木采用第一竹销钉和乳胶拼接成矩形截面长木木料后再按照设计要求由多个所述矩形截面长木木料加工而成，其中，所述乳胶粘结在两两相邻的所述小短木间的界面上；所述第一长木单元、所述第二长木单元和所述第三长木单元分别一一对应适配地嵌设在三个所述咬合安装区中，且三个所述翼板上的所述折边分别嵌入在对应的所述企口中，所述第一长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱之间的界面、所述第二长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱之间的界面以及所述第三长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱之间的界面均采用第一结构胶粘结固定，从而形成截面呈T形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；

多个竹胶板，多个所述竹胶板采用第二竹销钉和第二结构胶分别固定在所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以将所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面全部包覆，其中，所述第二结构胶粘结在所述竹胶板和对应的所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱间的界面上。

2.根据权利要求1所述的组合T形截面柱，其特征在于，所述钢管混凝土核心柱采用在矩形钢管、方钢管或圆钢管内灌注细石混凝土加工而成。

3.根据权利要求2所述的组合T形截面柱，其特征在于，所述钢管混凝土核心柱中的钢管壁厚不小于2mm，所述细碎混凝土强度等级不小于20MPa，所述细石混凝土中的粗骨料粒径不大于100mm。

4.根据权利要求1所述的组合T形截面柱，其特征在于，所述翼板为冷弯钢板。

5.根据权利要求4所述的组合T形截面柱，其特征在于，所述翼板的厚度不小于2mm，所述腹板的厚度不小于2mm。

6.根据权利要求1所述的组合T形截面柱，其特征在于，所述带U形翼钢管混凝土核心柱的抗压承载力不小于所述组合T形截面柱整体抗压承载力的50％。

7.根据权利要求1所述的组合T形截面柱，其特征在于，所述小短木为截面大小满足设计截面要求但长度不满足所述组合T形截面柱柱高要求的小短木，或者所述小短木为截面大小不满足设计截面要求且长度也不满足所述组合T形截面柱柱高要求的小短木。

8.根据权利要求1所述的组合T形截面柱，其特征在于，所述竹胶板的厚度不小于10mm，成垂直相交的两两相邻的所述竹胶板之间的对接角度为45度。

9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的组合T形截面柱的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

制作所述带U形翼钢管混凝土核心柱：按照性能需求设计并制作所述钢管混凝土核心柱和所述U形翼T形钢板，将三个所述U形翼T形钢板的所述腹板呈竖向设置且分别焊接固定在所述钢管混凝土核心柱的侧面上，使得三个所述腹板及所述钢管混凝土核心柱构成的整体的横截面大致T形，从而使所述带U形翼钢管混凝土核心柱限定出三个所述咬合安装区；

分别制作所述第一长木单元、所述第二长木单元和所述第三长木单元：将多个所述小短木采用所述第一竹销钉和所述乳胶先拼接成多个所述矩形截面长木木料，其中，所述乳胶连接在两两相邻的所述小短木间的界面上，再取多个所述矩形截面长木木料按照设计要求加工成所述第一长木单元，另取多个所述矩形截面长木木料按照设计要求加工成所述第二长木单元，再另取多个所述矩形截面长木木料按照设计要求加工成所述第三长木单元，使得所述第一长木单元的一部分、所述第二长木单元的一部分和所述第三长木单元的一部分分别能够适配地嵌设在对应的所述咬合安装区中；

制作所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱：将所述第一长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱的连接界面涂刷所述第一结构胶后，再将所述第一长木单元的一部分适配地嵌设在所述带U形翼钢管混凝土核心柱的对应的一个所述咬合安装区中，将所述第二长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱的连接界面涂刷所述第一结构胶后，再将所述第二长木单元的一部分适配地嵌设在所述带U形翼钢管混凝土核心柱的对应的另一个所述咬合安装区中，将所述第三长木单元与所述带U形翼钢管混凝土核心柱的连接界面涂刷所述第一结构胶后，再将所述第三长木单元的一部分适配地嵌设在所述带U形翼钢管混凝土核心柱的对应的剩余一个所述咬合安装区中，从而形成截面呈T形状的所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；

将所述竹胶板与所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱连接：首先将多个所述竹胶板用所述第二结构胶分别粘贴在所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的外侧面上，以包覆所述U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的全部外侧面上，待粘接强度达到要求后按照设计排列打用于所述第二竹销钉销入所述竹胶板和所述长木单元的孔，之后将所述第二竹销钉表面涂所述第二乳胶后销入所述孔中，从而形成所述带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱。

10.根据权利要求9所述的组合T形截面柱的制作方法，其特征在于，还包括如下步骤：

表面处理：对所述带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合T形柱上的所述竹胶板外露部分进行表面打磨和光滑处理。

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