矩形钢管混凝土异形柱及其构建方法与流程

【技术领域】

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种矩形钢管混凝土异形柱及其构建方法。

背景技术：

随着城市化水平的不断提高，以京津冀、长三角、珠三角城市群和常住人口超过300万城市为代表的城市人口密集度逐渐增大，使得大量高层建筑不断涌现。为此，国办出台了《关于促进建筑业可持续健康发展的意见》，确定了“用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑比例达到30％”的目标。

目前建筑行业正逐步大力发展推广装配式钢结构建筑，使得此类建筑具有发展节能环保新产业、提高建筑安全水平、推动化解过剩产能等一举多得之效。加快提高装配式建筑占新建建筑面积的比例。然而，随着社会的发展和生活水平的提高，人们对钢结构建筑的美观性以及居住舒适度要求越来越高。作为现有建筑结构中的竖向承重构件——柱，其传统形式为矩形截面，柱角突出墙面影响了建筑功能的发挥和视觉感官的不适。

研究表明，虽然市面上也出现过一些钢管或钢柱，但现有的钢柱内部空间小，且水平截面构造复杂，工厂构件制作繁琐，施工安装焊缝过多，现场焊接工作量巨大，不仅导致装配化程度低，还造成用钢量指标较高，房屋建造成本增大。

因此，迫切需要通过技术创新，研发出具有施工简单、便于工业化生产、或钢材可重复利用或节能环保或成本经济等至少一方面优点的新的建筑型材，用以提高建筑设计与建造水平。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种矩形钢管混凝土异形柱及其构建方法。

本发明采用如下技术方案：

一种矩形钢管混凝土异形柱，包括：预设数量的矩形钢管单体、和充满于每个矩形钢管单体的空腔中的混凝土；

预设数量的矩形钢管单体，相组合连接且设置于共同的底面上，平行于底面的截面呈t形、l形或十字形。

进一步地，当预设数量为两个、且截面呈t形时，第二矩形钢管单体的短底边所属侧面，与第一矩形钢管单体的长底边中央部分所属侧面，等高正对并且相焊接；

当矩形钢管单体的预设数量为两个、且平行于底面的截面呈l形时，第二矩形钢管单体的短底边所属侧面，与第一矩形钢管单体的长底边边缘部分所属侧面，等高正对并且相焊接；并且第一矩形钢管单体的短底边所属侧面，与第二矩形钢管单体的长底边所属侧面共面。

较佳地，当矩形钢管单体的预设数量为三个、且截面呈十字形时，两个第二矩形钢管单体的短底边所属侧面，分别与第一矩形钢管单体的两侧长底边中央部分所属侧面，等高正对并且相焊接；并且两个第二矩形钢管单体的短底边所属侧面相等高正对。

较佳地，当预设数量为三个、且截面呈t形时，

第三矩形钢管单体的短底边所属侧面，与第四矩形钢管单体的短底边所属侧面，等高正对并且相焊接；并且第二矩形钢管单体的短底边所属侧面，与第三矩形钢管单体的长底边边缘部分所属侧面，等高正对并且相焊接，

第二矩形钢管单体的长底边所属侧面，跟第三矩形钢管单体的与第四矩形钢管单体相焊接的侧面共面。

较佳地，当矩形钢管单体的预设数量为四个、且截面呈十字形时，

第三矩形钢管单体的短底边所属侧面，与第四矩形钢管单体的短底边所属侧面，等高正对并且相焊接；

两个第二矩形钢管单体的短底边所属侧面，分别与第三矩形钢管单体的两侧长底边边缘部分所属侧面，等高正对并且相焊接；上述两个第二矩形钢管单体的长底边所属侧面，跟第三矩形钢管单体的与第四矩形钢管单体相焊接的侧面共面。

较佳地，当矩形钢管单体的预设数量为四个、且截面呈十字形时，四个第二矩形钢管单体各自的一条短底边所属侧面围合成位于中央的方形空腔；四个第二矩形钢管单体各自参与围合的侧面的侧棱两两相焊接。

较佳地，当矩形钢管单体的预设数量为三个、且截面呈l形时，第四矩形钢管单体的两个相邻侧面分别与第二、第三矩形钢管单体的短底边所属侧面等高正对并且相焊接。

一种矩形钢管混凝土异形柱，包括：相组合连接且设置于共同的底面上的第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢，充满于每个矩形钢管单体的空腔中的混凝土，以及充满于第一预设数量的矩形钢管单体与第二预设数量的u型钢钢条/扁钢/冷弯角钢所围合而成的空腔中的混凝土；

组合连接的第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢平行于底面的截面呈t形、l形或十字形。

进一步地，当第一预设数量为一个、u型钢的第二预设数量为三个、且截面为t形时，每个u型钢开口侧与矩形钢管单体的一个侧面的侧棱等高正对并且相焊接。

较佳地，当第一预设数量为一个、u型钢的第二预设数量为二个、且截面为l形时，上述两个u型钢的开口侧分别与矩形钢管单体的相邻两个侧面的侧棱等高正对并且相焊接。

较佳地，当第一预设数量为一个、u型钢的第二预设数量为四个、且截面为十字形时，每个u型钢的开口侧与矩形钢管单体的一个侧面的侧棱等高正对并且相焊接。

较佳地，当第一预设数量为三个、扁钢的第二预设数量为一个、且截面为t形时，三个第二矩形钢管单体呈品字形排布；扁钢与三个第二矩形钢管单体各自的一条短底边所属侧面围合而成方形空腔；每个第二矩形钢管参与围合的侧面的侧棱，与另一侧棱或者扁钢的侧边相焊接。

较佳地，当矩形钢管单体的第一预设数量为两个、冷弯角钢的第二预设数量为一个、且截面呈l形时，冷弯角钢的两条边所属侧面分别与第二、三矩形钢管单体的侧面围合出矩形空腔；第二、三矩形钢管单体参与围合的侧面各自的一条侧棱，分别与冷弯角钢的两条边末端所示侧棱相焊接；参与围合的侧面各自的另一条侧棱相焊接。

一种矩形钢管混凝土异形柱的构建方法，包括：

将预设数量的矩形钢管单体逐一进行组合连接，使其平行于底面的截面呈t形、l形或十字形；

将组合连接后的预设数量的矩形钢管单体设置于同一底面上后，向每个矩形钢管单体的空腔中浇筑满混凝土。

一种矩形钢管混凝土异形柱的构建方法，包括：

将第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢逐一进行组合连接，使其平行于底面的截面呈t形、l形或十字形；

将组合连接后的第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢设置于同一底面上后，向每个矩形钢管单体的空腔中浇筑满混凝土，并且向第一预设数量的矩形钢管单体与第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢所围成的空腔中浇筑满混凝土。

本发明有益技术效果：

1.本发明提供的矩形钢管混凝土异形柱，包括预设数量的矩形钢管单体以及在矩形钢管单体中浇筑的混凝土。一方面，由于矩形钢管单体对混凝土的约束作用，受压时核心混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的承载力。另一方面，矩形钢管单体由于混凝土的填充，防止了钢管管壁的过早屈曲。

2.本发明巧妙地利用矩形钢管和混凝土两种材料在受力过程中的各自弱点和优良特性，并将其相互结合，相互作用，不仅弥补了各自的弱点，更重要的是使得两种材料性能充分发挥，实现了1+1>2的效果。

3.本发明提供的矩形钢管混凝土异形柱，该异形柱的内部是无肋板、无隔板、无栓钉的大腔体，空腔内浇筑混凝土。大腔体解决了混凝土浇筑困难、混凝土灌注质量难以保证的问题。该异形柱的外部是无连接板、无鱼肋板，每两个矩形钢管单体对拼焊接组合成型，不需要专有设备，解决了工厂制作繁琐，现场施工装配化程度低的问题。显然，本发明可明显降低用钢量指标，经济适用性显著提高。

4.本发明提供的矩形钢管混凝土异形柱的平行于底面的截面，呈t形、l形或十字形，并且这些结构具有与墙体材料等厚的特点，因此避免了柱角突出墙面，提高了“得房率”。

5.本发明提供的矩形钢管混凝土异形柱仅仅采用少量预设数量的矩形钢管单体组合建造，能够满足住户开间大并方便组合、拆分的居住需求，可显著提高居住舒适度和宜居性。

【附图说明】

图1是本发明构建矩形钢管混凝土异形柱的方法的主要步骤示意图。

图2是截面为t形的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图3是图2的矩形钢管单体的施工过程图。

图4是截面为l形的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图5是图4的矩形钢管单体的施工过程图。

图6是截面为十字形的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图7是图6的十字形钢管单体的施工过程图。

图8是截面为t型的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图9是图8的矩形钢管单体的施工过程图。

图10是另一种截面为十字形的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图11是图10的矩形钢管单体的施工过程图。

图12是又一种截面为十字形的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图13是图12的矩形钢管单体的施工过程图。

图14是又一种截面为l形的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图15是图14的矩形钢管单体的施工过程图。

图16是又一种截面为t形的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图17是图16的矩形钢管单体的施工过程图。

图18是又一种截面为l形的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图19是图18的矩形钢管单体的施工过程图。

图20是又一种截面为十字形的矩钢管混凝土异形柱示例图。

图21是图20的矩形钢管单体的施工过程图。

图22是又一种截面为t形的矩钢管混凝土异形柱示例图。

图23是图22的矩形钢管单体的施工过程图。

图24是截面为l形的矩形钢管混凝土异形柱示例图。

图25是图24的矩形钢管单体的施工过程图。

附图标记说明：

1-第一矩形钢管单体，2-第二矩形钢管单体，3-第三矩形钢管单体，4-第四矩形钢管单体，5-u型钢，6-扁钢，7-冷弯角钢。

【具体实施方式】

为了解决建筑工程技术领域异形钢柱内部空间小，水平截面构造复杂，工厂构件制作繁琐，施工安装焊缝过多，现场焊接工作量大，用钢量指标较高，房屋建造成本较大等技术问题，发明人考虑设计适用于中、高层建筑的柱体建筑型材。

本发明的发明人发现，在圆形或矩形钢管内填浇混凝土，所成的钢管混凝土柱具有施工简单、便于工业化生产、钢材可重复利用、节能环保等诸多优点，适用于装配式钢结构建筑施工。

然而这种单一的传统矩形钢管混凝土柱的截面尺寸往往大于墙体的厚度，使用时室内会出现柱子部分突出墙体的现象，从而影响室内的家具和物件的摆放及美观，不便于在住宅结构种采用。

并且本发明的发明人发现，完全采用单一的传统矩形钢管混凝土柱的用钢量较大，严重增加了高层建筑的前期建造成本，使得此种结构的型材在高层建筑领域难以普及、大面积推广，为此发明人进一步改进设计了包括预设数量的矩形钢管单体、和充满于每个矩形钢管单体的空腔中的混凝土的矩形钢管混凝土异形柱。仅仅采用少量预设数量的矩形钢管单体组合建造，所获得的多种截面形状且简洁实用的异形柱柱体，是应用于多层、高层及超高层建筑工程的主要竖向受力构件。

下面结合附图和示例性实施例对本发明的多个实施例作进一步地描述。

实施例一

本发明实施例一提供一种矩形钢管混凝土异形柱，包括预设数量的矩形钢管单体、和充满于每个矩形钢管单体的空腔中的混凝土。根据不同的预设数量的矩形钢管单体可以存在不同的排布组合方式，相组合连接后的矩形钢管单体设置于共同的底面上。例如，平行于底面的截面呈t形、l形或十字形。

本发明实施例中的矩形钢管单体是指在钢管中填充混凝土而形成的构件，用热轧、冷弯或中厚板焊接而成的成型钢管，该构件在平行与底面方向的截面形状为矩形。

本发明提供的矩形钢管混凝土异形柱，包括预设数量的矩形钢管单体以及在矩形钢管单体中浇筑的混凝土。一方面，由于矩形钢管单体对混凝土的约束作用，受压时核心混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的承载力。另一方面，矩形钢管单体由于混凝土的填充，防止了钢管管壁的过早屈曲。

本发明提供的矩形钢管混凝土异形柱，巧妙地利用矩形钢管和混凝土两种材料在受力过程中的各自弱点和优良特性，并将其相互结合，相互作用，不仅弥补了各自的弱点，更重要的是使得两种材料性能充分发挥，实现了1+1>2的效果。

本发明提供的矩形钢管混凝土异形柱，该异形柱的内部是无隔板、无栓钉的大腔体，空腔内浇筑混凝土。大腔体解决了混凝土浇筑困难、混凝土灌注质量难以保证的问题。该异形柱的外部是无连接板、无鱼肋板，每两个矩形钢管单体对拼焊接组合成型，不需要专有设备，解决了工厂制作繁琐，现场施工装配化程度低的问题。显然，本发明可明显降低用钢量指标，经济适用性显著提高。图1总体介绍了矩形钢管混凝土异形柱的主要构建步骤，从图1的介绍能够反映出矩形钢管混凝土异形柱的一些基本特征。

为了更好地制作构建出上述异形柱作为建筑型材，本发明实施例一提供一种矩形钢管混凝土异形柱的构建方法，主要包括如下步骤：s101,将预设数量的矩形钢管逐一进行组合连接，使其平行于底面的截面呈t形、l形或十字形；s102,将组合连接后的预设数量的矩形钢管设置于同一底面上后，向每个矩形钢管单体的空腔中浇筑满混凝土。

本发明实施例一在矩形钢管单体的预设数量上做出了明确设计，预设数量可以是两个、三个或四个，不同数量的矩形钢管单体之间做出不同排布后通过若干根焊缝相连接。焊缝可以理解为焊件(例如各矩形钢管单体)经焊接后所形成的结合部分。焊缝可以用“条”或“根”计。本发明说明书实施例及说明书附图中涉及到的焊接处“h”，在金属构件断面(截面)中代表焊缝。

矩形钢管单体及型钢等对拼焊接组合成新的异形钢管构件，即矩形钢管混凝土异形柱。异形柱腔内浇筑混凝土，是一种用作装配式钢结构建筑(例如住宅)的竖向核心受力构件，具体属于装配式钢结构技术领域。具体的焊接方法参见本发明提供的矩形钢管混凝土异形柱的构建方法，首先，将预设数量的矩形钢管单体逐一进行组合连接，使其平行于底面的截面呈t形、l形或十字形。

然后将组合连接后的预设数量的矩形钢管设置于同一底面上后，向每个矩形钢管单体的空腔中浇筑满混凝土。

本发明实施例的矩形钢管混凝土异形柱是先由两个矩形钢管单体按照短边与短边(或长边与短边)对拼焊接工艺成为新的矩形钢管单体组合或半成品的矩形钢管单体组合，然后再将新的矩形钢管单体组合或半成品的矩形钢管单体组合与另外至少一个矩形钢管单体组合成为新的异形钢管。例如，采用2-3个矩形钢管单体，采用3-4个矩形钢管单体。上述制作工序简单、焊接工艺成熟，结构形式非常易于设计、制作和施工。

进一步地，举例说明本发明实施例一采用2-3个、或3-4个矩型钢管分别组合成t形、l形、或十形异形钢管柱。具体为，

构成本发明实施例中的矩形钢管混凝土异形柱的矩形钢管单体，包含以下五种类型的至少一种：

第一矩形钢管单体，长底边的长度为c，短底边的长度为a。

第二矩形钢管单体,长底边的长度为b,短底边的长度为a。

第三矩形钢管单体，长底边的长度为c-a，短底边的长度为a。

第四矩形钢管单体，长底边的长度为a,短底边的长度为a。

参见图2，当矩形钢管单体的预设数量为两个、且截面呈t形时，第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面，与第一矩形钢管单体1的长底边中央部分所属侧面，等高正对并且相焊接。图2中的第二矩形钢管单体2在平行与地面上的矩形截面的长边长度为b，短边长度为a。图2中的第一矩形钢管单体1在平行与地面上的矩形截面的长边长度为c，短边长度为a。

图3是图2的矩形钢管单体的施工过程图。对拼焊接是一种工艺实现形式，如上图3所示：图3中的a部分包含的第一矩形钢管单体1与第二矩形钢管单体2对拼后通过工厂埋弧焊机器的埋弧自动焊接方式，形成了尚未浇注混凝土的矩形钢管异形柱，也就是图3中的b部分，埋弧焊接和手工焊接及二氧化碳气体保护焊一样属于一种焊接类型。图3示出了第一矩形钢管单体1和第二矩形钢管单体2的焊接过程，即第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面，与第一矩形钢管单体1的长底边中央部分所属侧面，等高正对并且相焊接。从图3中可以清晰看到焊接的位置，h表示焊接处。下面的焊接方式与组合过程与此例类同。

参见图4，当矩形钢管单体的预设数量为两个、且平行于底面的截面呈l形时，第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面，与第一矩形钢管单体1的长底边边缘部分所属侧面，等高正对并且相焊接；并且第一矩形钢管单体1的短底边所属侧面，与第二矩形钢管单体2的长底边所属侧面共面。

图5，是图4的矩形钢管单体的施工过程图。

参见图6，当矩形钢管单体的预设数量为三个、且平行与底面的截面呈十字形时，两个第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面，分别与第一矩形钢管单体1的两侧长底边中央部分所属侧面，等高正对并且相焊接；并且两个第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面相等高正对。

图7，是图6的矩形钢管单体的施工过程图。

参见图8，当矩形钢管单体的预设数量为三个、且截面呈t形时，

第三矩形钢管单体3的短底边所属侧面，与第四矩形钢管单体4的短底边所属侧面，等高正对并且相焊接；并且第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面，与第三矩形钢管单体3的长底边边缘部分所属侧面，等高正对并且相焊接。

第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面，跟第三矩形钢管单体3的与第四矩形钢管单体4相焊接的侧面共面。

图9是图8的矩形钢管单体的施工过程图。图9分别示出了a,b,c和d四个装备环节，a部分表示第三矩形钢管单体3的短底边所属侧面，与第四矩形钢管单体4的短底边所属侧面，等高正对并且相焊接，形成b部分。c部分示出了第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面，与b部分中的第三矩形钢管单体3的长底边边缘部分所属侧面，等高正对并且相焊接，获得d部分。参见图10，当矩形钢管单体的预设数量为四个、且截面呈十字形时，第三矩形钢管单体3的短底边所属侧面，与第四矩形钢管单体4的短底边所属侧面，等高正对并且相焊接；

两个第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面，分别与第三矩形钢管单体3的两侧长底边边缘部分所属侧面，等高正对并且相焊接；上述两个第二矩形钢管单体2的短底边所属侧面，跟第三矩形钢管单体3的长底边右部侧面相焊接的侧面共面，第三矩形钢管单体3的短底边与第四矩形钢管单体4相焊接的侧面共面。

图11，是图10的矩形钢管单体的施工过程图。

参见图12，当矩形钢管单体的预设数量为四个、且平行于底面的截面呈十字形时，如图12可知，四个第二矩形钢管单体2各自的一条短底边所属侧面围合成位于中央的方形空腔；四个第二矩形钢管单体2各自参与围合的侧面的侧棱两两相焊接。

图13，是图12的矩形钢管单体的施工过程图。

如图13所示，a部分表示三个第二矩形钢管单体2呈品字形排布。b部分示出了上述三个第二矩形钢管单体2在保持品字形布设的前提下，在两个交点h处相焊接。c部分示出了增加第四个第二矩形钢管单体2后，四个第二矩形钢管单体2各自的一条短底边所属侧面围合成位于中央的方形空腔；四个第二矩形钢管单体2各自参与围合的侧面的侧棱两两相焊接。从图13中可以看到分布在不同夹角的四个焊接处h。

参见图14，当矩形钢管单体的预设数量为三个、且平行于底面截面呈l形时，第四矩形钢管单体4的两个相邻侧面分别与第二矩形钢管单体2、第三矩形钢管单体3的短底边所属侧面等高正对并且相焊接。

图15是图14的矩形钢管单体的施工过程图。

实施例二

本发明实施例二还提供另一种矩形钢管混凝土异形柱，包括：相组合连接且设置于共同的底面上的第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢，充满于每个矩形钢管单体的空腔中的混凝土，以及充满于第一预设数量的矩形钢管单体与第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢所围合而成的空腔中的混凝土；

组合连接的第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢平行于底面的截面呈t形、l形或十字形。

u型钢/扁钢/冷弯角钢表示u型钢和/或扁钢和/或冷弯角钢，是建筑行业广泛使用的几种型材。

另一种方式是将第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢和/或扁钢和/或冷弯角钢逐一进行组合连接，使其平行于底面的截面呈t形、l形或十字形；

将组合连接后的第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢和/或扁钢和/或冷弯角钢设置于同一底面上后，向每个矩形钢管单体的空腔中浇筑满混凝土，并且向第一预设数量的矩形钢管单体与第二预设数量的u型钢和/或扁钢和/或冷弯角钢所围成的空腔中浇筑满混凝土。例如，采用矩形钢管单体与u型钢，或者，采用矩形钢管单体与扁钢或冷弯角钢通过埋弧焊接分别组合成t形、l形或十字形。此种方法结构设计原理简单科学。

进一步地，参见图16，当第一预设数量的矩形钢管单体为一个，u型钢第二预设数量为三个，且截面为t形时，每个u型钢5开口侧与第四矩形钢管单体4的一个侧面的侧棱等高正对并且相焊接。

图17是图16的矩形钢管单体的施工过程图。

较佳的，参见图18，当第一预设数量为一个，u型钢5的第二预设数量为二个、且截面为l形时，上述两个u型钢5的开口侧分别与第四矩形钢管单体4的相邻两个侧面的侧棱等高正对并且相焊接。

图19是图18的矩形钢管单体的施工过程图。

较佳的，参见图20，当第一预设数量的矩形钢管单体为一个，u型钢5的第二预设数量为四个，且截面为十字形时，每个u型钢5的开口侧与第四矩形钢管单体4的一个侧面的侧棱等高正对并且相焊接。

图21是图20的矩形钢管单体的施工过程图。

较佳的，参见图22，当第一预设数量的矩形钢管单体为三个，扁钢6的第二预设数量为一个，且截面为t形时，三个第二矩形钢管单体2呈品字形排布；扁钢6与三个第二矩形钢管单体2各自的一条短底边所属侧面围合而成方形空腔；每个第二矩形钢管单体2参与围合的侧面的侧棱，与另一侧棱或者扁钢的侧边相焊接。

图23是图22的矩形钢管单体的施工过程图。

较佳的，参见图24，当矩形钢管单体的第一预设数量为两个，冷弯角钢7的第二预设数量为一个，且截面呈l形时，冷弯角钢7的两条边所属侧面分别与第二矩形钢管单体2、第三矩形钢管单体3的侧面围合出矩形空腔；第二矩形钢管单体2、第三矩形钢管单体3参与围合的侧面各自的一条侧棱，分别与冷弯角钢7的两条边末端所示侧棱相焊接；参与围合的侧面各自的另一条侧棱相焊接。

图25是图24的矩形钢管单体的施工过程图。

本发明实施例二提供一种矩形钢管混凝土异形柱的构建方法，主要包括如下步骤：将第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢逐一进行组合连接，使其平行于底面的截面呈t形、l形或十字形；

将组合连接后的第一预设数量的矩形钢管单体和第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢设置于同一底面上后，向每个矩形钢管单体的空腔中浇筑满混凝土，并且向第一预设数量的矩形钢管单体与第二预设数量的u型钢/扁钢/冷弯角钢所围成的空腔中浇筑满混凝土。

本发明涉及的各种矩形钢管、u型钢等构件不同组合方式，围成的l形、t形、和十字形等形状的异型柱，可以预先在工厂通过下料、组立、抛丸除锈、焊接、矫正等工艺，完成制作环节。而填充满混凝土的矩形钢管，其实现方式可以选择在工程所在施工现场，浇筑混凝土实现。本发明所提出的组合形式实用性强、设计灵活、易于工厂制作和现场装配化施工，在业内具有独创的领先水平。

本发明由若干矩形钢管组合成新的异形柱后，原单体矩形钢管的腔体内部无栓钉、无连接钢板或隔板，腔空间大，易于施工浇筑混凝土，可保证施工进度和施工质量。

本发明由若干矩形钢管组合成新的异形柱后，各单体矩形钢管之间或异形柱腔体外部无连接钢板或鱼肋板，外形简洁，易于工厂制作，可保证加工周期和制造质量。

本发明采用对拼焊接制作工艺，工艺简洁，焊接量明显降低，可保证焊接质量；

本发明选用矩形钢管单体的尺寸范围：

矩形钢管单体的长边(外缘)的长度m(200mm-650mm)，矩形钢管单体的短边(外缘)的长度n(180mm-250mm)，矩形钢管单体的每边的厚度t(6mm-24mm)规格易采购，为热轧、冷弯为成品件，或采取中厚板焊接矩形钢管，工艺成熟。

u型钢的底边(外缘)长度m为200mm-350mm；u型钢的开口边(外缘)长度n为200mm-400mm；u型钢的每一边的厚度t为8mm-16mm。

冷弯角钢外缘的长度m、n均为200mm-400mm,每一边的厚度t为8mm-16mm。

扁钢外缘的长度l为200mm-400mm,厚度t为8mm-16mm。

本发明实施例中涉及的各种不同类型的矩形钢管单体的长底边的长度皆在200mm-650mm范围内，矩形钢管单体的短底边的长度皆在180mm-250mm范围内。

本发明实施例中涉及的u型钢的底边(外缘)长度皆在200mm-350mm范围内。

本发明实施例中涉及的冷弯角钢外缘的长度皆在200mm-400mm范围内。

本发明实施例中涉及的扁钢外缘的长度皆在200mm-400mm范围内。

本发明其他优点

1.本发明提高了钢管对混凝土的约束力，混凝土提升了钢管的韧性、强度，避免了钢管局部屈曲，混凝土和钢管共同工作，提高构件承载力、耗能能力和延性。

2.矩形钢管混凝土异形柱具有与填充墙等厚的特点，因此避免了柱角突出墙面。

3.避免了方钢管混凝土组合异形柱浇筑混凝土困难的缺陷；

4结合核心筒组合体系，混凝土核心筒与矩形钢管混凝土异形柱受力分工合理，可显著降低用钢量指标；

5.本发明利用矩形钢管组合柱与混凝土协同工作，形成一种矩形钢管混凝土异形柱，充分利用混凝土的强度，增强组合钢管的强度、局部稳定性，构件承载力高，自重轻，塑性好，耐疲劳，耐冲击，耐久性、防火和耐腐蚀性能好；

6.内腔无栓钉、无隔板、无连接件，腔体空间大，混凝土易浇筑，无漏注现象，可保证施工质量；

7.外部无连接板、无鱼肋板，预制简单，施工简单、安装方便、可靠性好，装配率高。

8.本矩形钢管组合柱可在多层、高层和超高层住宅建筑中广泛应用，具有良好的市场推广前景，可显著提高我国建筑的工业化水平，对国家供给侧改革、节能减排、绿色发展方式和新型城镇化建设具有重大意义。

耗能能力是指在动荷载或地震作用下，具有良好的延性和吸能性。在这方面，钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件强得多。在压弯反复荷载作用下，弯矩曲率滞回曲线表明，结构的吸能性能特别好，无刚度退化，且无下降段，和不丧失局部稳定性的钢柱相同，但在一些建筑中，钢柱常常要采用很厚的钢板以确保局部稳定性。但还常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因此，钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。

本发明实施例一或实施例二提供的矩形钢管混凝土异形柱，可以适用于低层住宅、多层住宅、中高层住宅、高层住宅、单层和多层建筑、高层建筑、和/或超高层建筑。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。