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矩形截面柱1000。

如图1至图5所示，根据本发明第一方面实施例的组合矩形截面柱1000，组合矩形截面柱1000为带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合矩形柱，包括带U形翼钢管混凝土核心柱1、四个L形截面长木单元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和四个U形翼T形钢板12，四个U形翼T形钢板12的腹板122呈竖向设置且分别焊接固定在钢管混凝土核心柱11的四个侧面上，四个腹板122及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致十字形，四个U形翼T形钢板的翼板121的折边1211分别位于腹板122的两侧，两两相邻的U形翼T形钢板12之间的空区形成咬合安装区13；四个L形截面长木单元2的两外侧端面上分别设有企口21，四个L形截面长木单元2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22后再按照设计要求由多个矩形截面长木木料22加工而成，其中，乳胶粘结在两两相邻的小短木间的界面上；四个L形截面长木单元2的一部分分别一一对应适配地嵌设四个咬合安装区13中，且四个翼板121上的折边1211分别嵌入在对应的L形截面长木单元2的企口21中，四个L形截面长木单元2与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面采用第一结构胶粘结固定，从而形成截面呈矩形状的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4和第二结构胶分别固定在U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的四个侧面上，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和四个U形翼T形钢板12，四个U形翼T形钢板12的腹板122呈竖向设置且分别焊接固定在钢管混凝土核心柱11的四个侧面上，四个腹板122及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致十字形，四个U形翼T形钢板的翼板121的折边1211分别位于腹板122的两侧，两两相邻的U形翼T形钢板12之间的空区形成咬合安装区13；可以理解的是，通过将四个U形翼T形钢板的翼板121的折边1211嵌入四个L形截面长木单元2中，能够对四个L形截面长木单元2起到牢固拉结作用，固定可靠；钢管混凝土核心柱11和四个U形翼T形钢板12焊接固定，起到核心抗压的作用。

四个L形截面长木单元2的两外侧端面上分别设有企口21，四个L形截面长木单元2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22后再按照设计要求由多个矩形截面长木木料22加工而成，其中，乳胶粘结在两两相邻的小短木间的界面上；四个L形截面长木单元2的一部分分别一一对应适配地嵌设在四个咬合安装区13中，且四个翼板121上的折边1211分别嵌入在对应的L形截面长木单元2的企口21中，四个L形截面长木单元2与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面采用第一结构胶粘结固定，从而形成截面呈矩形状的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和乳胶交错拼接成L形截面长木单元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L形截面长木单元2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；通过将四个L形截面长木单元2的一部分分别一一对应适配地嵌设在四个咬合安装区13中，且四个翼板121上的折边1211分别嵌入在对应的L形截面长木单元2的企口21中，四个L形截面长木单元2与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间的界面采用第一结构胶粘结固定，从而实现四个L形截面长木单元2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，使得截面呈矩形状的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，第一结构胶能够将四个L形截面长木单元2与带U形翼钢管混凝土核心柱1之间可靠地粘结。

多个竹胶板3采用第二竹销钉4和第二结构胶分别固定在U形翼钢管混凝土-小短木组合柱的四个侧面上，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位于截面呈矩形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱受弯最大的四周，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4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-小短木组合柱的四个侧面上，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；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矩形截面柱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，将四个U形翼T形钢板12的腹板122呈竖向设置且分别焊接固定在钢管混凝土核心柱11的四个侧面上，使得四个腹板122及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致十字形，从而使带U形翼钢管混凝土核心柱1限定出四个咬合安装区13；然后，制作L形截面长木单元2，先通过第一竹销钉将两两相邻的小短木拼接固定矩形截面长木木料22，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，然后将矩形截面长木木料22按照设计要求加工成L形截面长木单元2，其次，制作U形翼钢管混凝土-小短木组合柱，将四个L形截面长木单元2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，将四个L形截面长木单元2从带U形翼钢管混凝土核心柱1的四个咬合安装区13的一端推入，使得四个L形截面长木单元2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的四个咬合安装区13中，小短木交错拼接，形成截面呈矩形状的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第二竹销钉4销入竹胶板3和L形截面长木单元2的孔，之后将第二竹销钉4表面涂上第二乳胶后销入孔中，形成四个L形截面长木单元2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矩形截面柱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11四周采用U形翼T形钢板12，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L形截面长木单元2，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3封盖在组合矩形柱抗弯受力最大的四周，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L形截面长木单元2，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、整个组合矩形截面柱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121为冷弯钢板。这样，翼板121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121的厚度不小于2mm，腹板122的厚度不小于2mm。这样，保证了翼板121和腹板122的刚度和强度，翼板121和腹板122之间焊接固定，进而保证U形翼T形钢板12对四个L形截面长木单元2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矩形截面柱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-竹胶板组合矩形柱中可以起核心抗压的作用，提高组合矩形截面柱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矩形截面柱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矩形截面柱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矩形截面柱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矩形截面柱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。

本发明第二方面实施例还提出了如上述任意一个第一方面实施例的组合矩形截面柱1000的制作方法。

根据本发明第二方面实施例的组合矩形截面柱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，将四个U形翼T形钢板12的腹板122呈竖向设置且分别焊接固定在钢管混凝土核心柱11的四个侧面上，使得四个腹板122及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致十字形，从而使带U形翼钢管混凝土核心柱1限定出四个咬合安装区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，将四个U形翼T形钢板12的腹板122和翼板121焊接固定，最后，将四个U形翼T形钢板12的腹板122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的四个侧面上，使得四个腹板122及钢管混凝土核心柱11构成的整体的横截面大致十字形，从而使带U形翼钢管混凝土核心柱1限定出四个咬合安装区13。

制作L形截面长木单元2：将多个小短木采用第一竹销钉和乳胶先拼接成矩形截面长木木料22，其中，乳胶连接在两两相邻的小短木间的界面上，再将矩形截面长木木料22按照设计要求加工成L形截面长木单元2，使得L形截面长木单元2的一部分能够适配地嵌设在咬合安装区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22，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，然后将矩形截面长木木料22按照设计要求加工成L形截面长木单元2。

制作U形翼钢管混凝土-小短木组合柱：将四个L形截面长木单元2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，再将四个L形截面长木单元2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的四个咬合安装区13中，从而形成截面呈矩形状的U形翼钢管混凝土-小短木组合柱；

具体地，将四个L形截面长木单元2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，将四个L形截面长木单元2从带U形翼钢管混凝土核心柱1的四个咬合安装区13的一端推入，使得四个L形截面长木单元2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的四个咬合安装区13中，小短木交错拼接，形成截面呈矩形状的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，待粘结强度达到要求后按照设计排列打用于第二竹销钉4销入竹胶板3和L形截面长木单元2的孔，之后将第二竹销钉4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-竹胶板组合矩形柱。

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4销入竹胶板3和L形截面长木单元2的孔，之后将第二竹销钉4表面涂上第二乳胶后销入孔中，形成四个L形截面长木单元2和竹胶板3之间的配合见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-竹胶板组合矩形柱上的竹胶板3外露部分进行表面打磨和光滑处理。可以理解的是，对带U形翼钢管混凝土-小短木-竹胶板组合矩形柱上的竹胶板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。