集保温承重于一体的钢-混凝土组合异形柱及其制备方法技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种集保温承重于一体的钢-混凝土组合异形柱及其制备方法。
背景技术
钢结构住宅是指主要承重结构为钢结构的住宅建筑，是以柱、梁、节点等构件组成的建筑结构体系。与传统的混凝土结构相比，钢结构住宅具有自重轻、抗震性能好、建设工期短、易修复、基础造价低、材料可回收和再生、节能省水等优点，并能将使用面积增加5%～8%，得到较高的层高空间，被誉为是21世纪的“绿色建筑”。近十年来，钢结构在我国城市公共建筑、交通基础设施等领域得到大量应用，但钢结构住宅仍处于缓慢发展阶段，在住宅建筑中所占比例2%以下，具有较大的发展与应用空间。
目前国内钢结构住宅普遍存在如下问题：（1）钢结构抗火能力差、易腐蚀，特别是在厨卫间区域，需要特别包覆；（2）钢柱包覆后室内柱棱外露，观感差，同时降低了室内空间使用效率；（3）直接成本偏高，特别是经济不发达地区更显突出，影响开发商选用钢结构住宅的积极性；（4）居民接受程度差，习惯了传统住宅的居民，对钢结构住宅及其配套材料有一个适应和接受的过程，转变理念需要时间。
因此，如何克服上述问题成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种集保温承重于一体的钢-混凝土组合异形柱，该异形柱不仅克服了背景技术中存在的问题，而且其具有：外包混凝土，钢构件防腐防火效果好，节省成本；室内空间利用率高；保温承重一体，施工速度快；混凝土外包，避免了冷桥的问题；装配化程度高；构件标准化程度高；管内混凝土可在施工现场现浇等诸多优点；本发明的另一目的在于提供一种制备本发明的集保温承重于一体的钢-混凝土组合异形柱的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种集保温承重于一体的钢-混凝土组合异形柱，所述异形柱包括蜂窝组合截面、保温材料、纵筋、箍筋和混凝土；其中，所述蜂窝组合截面由若干个设置有孔洞的T型钢和圆钢管焊接而成，所述保温材料敷设在蜂窝组合截面的外侧，所述纵筋架设在蜂窝组合截面周向的外侧，所述箍筋环箍于所述纵筋外侧，所述混凝土浇筑于所述蜂窝组合截面、保温材料、纵筋和箍筋的外侧，并填充在所述圆钢管内，最终复合构成所述钢-混凝土组合异形柱。
进一步，所述蜂窝组合截面的横截面为：一字型、T字形、十字形或L形截面；或一字型、T字形、十字形和L形异形截面的组合。
进一步，所述异形柱还包括拉筋，所述拉筋穿过所述T型钢上的孔洞与T型钢两侧的纵筋和箍筋拉结，以保持纵筋和箍筋的稳固连接。
进一步，所述保温材料为聚苯乙烯保温板、挤塑板、聚氨酯板、玻璃棉板或岩棉板的任一种。
进一步，所述T型钢由H型钢沿折线切割制成。
进一步，所述孔洞的形状为梯形或半圆形。
进一步，所述蜂窝组合截面由二至四个设置有间隔梯形或半圆形孔洞的T型钢与圆钢管焊接而成。
进一步，填充在所述圆钢管内的混凝土可在工厂内浇筑，也可在施工现场浇筑。
进一步，所述混凝土为C30以上的普通混凝土。
一种制备权利要求1-9任一所述的钢-混凝土组合异形柱的方法，所述方法包括如下步骤：
1）在工厂内将H型钢沿其折线剖分得到设置有孔洞的T形钢；
2）所述T型钢与圆钢管定位焊接后得到蜂窝组合截面；
3）在所述蜂窝组合截面侧面敷设保温材料并固定所述保温材料的位置；
4）在所述蜂窝组合截面的周向架立纵筋，并绑扎箍筋和拉筋形成钢筋骨架，定位并固定钢筋与蜂窝组合截面的相对位置；
5）支设模板，浇筑混凝土，直至所述混凝土外包于所述蜂窝组合截面、保温材料、纵筋、箍筋和拉筋的外侧，以及填充于所述圆钢管的内部；
6）养护所述混凝土，待形成设定强度后，标识、包装、出厂。
本发明具有以下积极的技术效果：
本发明的保温承重一体钢-混凝土组合异形柱具有：外包混凝土，钢构件防腐防火效果好，节省成本；室内无柱棱，建筑效果好，室内空间利用率高；保温承重一体，节省了现场外保温施工工序，施工速度快；混凝土外包，避免了冷桥的问题，居民接受程度高；装配化程度高，现场全螺栓连接，避免明火作业；结构构件标准化程度高，便于工业化生产降低成本；管内混凝土可在施工现场现浇，构件重量轻，便于吊装施工等诸多优点，具有较好的推广应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例中一字型保温承重一体钢-混凝土组合异形柱的结构示意图；
图2是本发明实施例中十字型保温承重一体钢-混凝土组合异形柱的结构示意图；
图3是本发明实施例中T字型保温承重一体钢-混凝土组合异形柱的结构示意图；
图4是本发明实施例中L字型保温承重一体钢-混凝土组合异形柱的结构示意图；
图5是本发明实施例中蜂窝组合截面的结构示意图；
图6是本发明实施例中蜂窝组合截面的剖面示意图。
具体实施方式
下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中标示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
如图1-6所示，本申请提供了一种集保温承重于一体的钢-混凝土组合异形柱，该异形柱包括蜂窝组合截面1、保温材料2、纵筋3、箍筋4和混凝土6；其中，蜂窝组合截面1由若干个设置有孔洞的T型钢11和圆钢管12焊接而成，保温材料2敷设在蜂窝组合截面1的外侧，纵筋3架设在蜂窝组合截面1周向的外侧，箍筋4环箍于纵筋3外侧，混凝土6浇筑外包于蜂窝组合截面1、保温材料2、纵筋3和箍筋4的外侧，并填充在圆钢管12内，最终复合构成钢-混凝土组合异形柱。
本申请的蜂窝组合截面1的横截面为：一字型、T字形、十字形或L形截面；或一字型、T字形、十字形和L形异形截面的组合。
优选地，所述异形柱还包括拉筋5，拉筋5穿过T型钢11上的孔洞与T型钢11两侧的纵筋3和箍筋4拉结，以保持纵筋3和箍筋4的稳固连接。
本申请的保温材料2为聚苯乙烯保温板、挤塑板、聚氨酯板、玻璃棉板或岩棉板等任一种保温材料。
优选地，所述T型钢11由H型钢沿折线切割制成。
优选地，设置在T型钢11上的孔洞形状为梯形或半圆形。
蜂窝组合截面1由二至四个设置有间隔梯形或半圆形孔洞的T型钢与圆钢管焊接而成。
填充在圆钢管12内的混凝土可在工厂内浇筑，也可在施工现场浇筑。
优选地，所述混凝土为C30以上的普通混凝土。
此外，本申请还提供了一种制备本申请的钢-混凝土组合异形柱的方法，该方法包括如下步骤：
1）在工厂内将H型钢沿其折线剖分得到设置有孔洞的T形钢；
2）T型钢与圆钢管定位焊接后得到蜂窝组合截面；
3）在蜂窝组合截面侧面敷设保温材料并固定保温材料的位置；
4）在蜂窝组合截面的周向架立纵筋，并绑扎箍筋和拉筋形成钢筋骨架，定位并固定钢筋与蜂窝组合截面的相对位置；
5）支设模板，浇筑混凝土，直至混凝土外包于所述蜂窝组合截面、保温材料、纵筋、箍筋和拉筋的外侧，以及圆钢管的内部；
6）养护所述混凝土，待形成设定强度后，标识、包装、出厂。
本发明的保温承重一体钢-混凝土组合异形柱因外包混凝土，所以其钢构件防腐防火效果好，节省了成本；且室内无柱棱，建筑效果好，室内空间利用率高；保温承重一体，节省了现场外保温施工工序，施工速度快；混凝土外包，避免了冷桥的问题，居民接受程度高；装配化程度高，现场全螺栓连接，避免明火作业；结构构件标准化程度高，便于工业化生产降低成本；管内混凝土可在施工现场现浇，构件重量轻，便于吊装施工；因此，其具有较好的推广应用前景。
上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。