第一講 電力工程技術(shù)基礎知識（1）
一、內(nèi)容提示
這一講主要介紹2G311000電力工程技術(shù)基礎知識的2G311010建筑結(jié)構(gòu)的基本知識和2G311020電力工程常用水泥混凝土的基本知識
二、重點難點
鋼筋混凝土中鋼筋的連接方式、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件常用的連接方式、水泥的品種及其適用范圍、混凝土的基本要求及強度等級。
三、大綱要求
大綱要求：掌握建筑結(jié)構(gòu)的基本知識、掌握電力工程常用水泥混凝土的基本知識
四、內(nèi)容講解
2G311000 電力工程技術(shù)基礎知識
2G311010 掌握建筑結(jié)構(gòu)的基本知識
2G311011 鋼筋混凝土中鋼筋的連接方式
鋼筋混凝土中鋼筋的連接方式通常有閃光對焊連接、電阻點焊連接、電弧焊連接、電渣壓力焊連接、氣壓焊連接、埋弧壓力焊連接。
1．閃光對焊連接
閃光對焊連接采用的設備是手動對焊機、自動對焊機。
閃光對焊可以分為連續(xù)閃光焊、預熱閃光焊和閃光—預熱—閃光焊等三種工藝，根據(jù)鋼筋品種、直徑和所用焊機功率等選用焊接工藝。
(1)連續(xù)閃光焊
連續(xù)閃光焊的工藝過程包括：連續(xù)閃光和頂鍛過程。
(2)預熱閃光焊
預熱閃光焊是在連續(xù)閃光焊前增加一次預熱過程，以擴大焊接熱影響區(qū)。其工藝過程包括：預熱、閃光和頂鍛過程。
(3)閃光—預熱—閃光焊
閃光—預熱—閃光焊是在預熱閃光焊前加一次閃光過程，目的是使不平整的鋼筋端面燒化平整，使預熱均勻。其工藝過程包括：一次閃光、預熱、二次閃光及頂鍛過程。
鋼筋直徑較粗時，宜采用預熱閃光焊與閃光—預熱—閃光焊。
2．電阻點焊連接
電阻點焊連接采用的設備是單點點焊機、多頭點焊機、懸掛式點焊機。
點焊過程可分為預壓、加熱熔化、冷卻結(jié)晶三個階段。
3．電弧焊連接
電弧焊連接采用的設備是弧焊機，分為交流弧焊機和直流弧焊機。
(1)幫條焊與搭接焊
①施焊前，鋼筋的裝配與定位，應符合下列要求：
采用搭接焊時，鋼筋的預彎和安裝，應保證兩鋼筋的軸線在一直線上。
幫條和主筋之間用四點定位焊固定；搭接焊時，用兩點固定。
②施焊時，引弧應在幫條或搭接鋼筋的一端開始，收弧應在幫條或搭接鋼筋端頭上，弧坑應填滿。多層施焊時，第一層焊縫應有足夠的熔深，主焊縫與定位焊縫，特別是在定位焊縫的始端與終端，應熔合良好。
(2) 坡口焊 ①施焊時，焊縫根部、坡口端面以及鋼筋與鋼墊板之間均應熔合良好。為了防止接頭過熱，采用幾個接頭輪流焊接。
②如發(fā)現(xiàn)接頭有弧坑、未填滿、氣孔及咬邊等缺陷時，應立即補焊。
(3) 預埋件T形接頭的鋼筋焊接
預埋件T形接頭電弧焊的接頭形式分貼角焊和穿孔塞焊兩種。
(4) 裝配式框架結(jié)構(gòu)接頭的鋼筋焊接
在裝配式框架結(jié)構(gòu)安裝中，鋼筋焊接應符合下列要求：
①柱間節(jié)點采用搭接焊時，其伸出長度可適當增加，以減少內(nèi)應力和防止混凝土開裂。
②兩鋼筋軸線偏移較大時，宜采用冷彎矯正，但不得用錘敲打。如冷彎矯正有困難，可采用氧乙炔火焰加熱后矯正。
③焊接時應選擇合理的焊接順序，對于柱間節(jié)點，可由兩名焊工對稱施焊，以減少結(jié)構(gòu)的變形。
（5)電弧焊注意事項
①幫條尺寸、坡口角度、鋼筋端頭間隙以及鋼筋軸線等均應符合有關(guān)規(guī)定；
②焊接地線應與鋼筋接觸良好，防止因起弧而燒傷鋼筋：
③帶有墊板或幫條的接頭，引弧應在鋼墊板或幫條上進行。無鋼墊板或無幫條的接頭，引弧應在形成焊縫部位，防止燒傷主筋。
④根據(jù)鋼筋級別、直徑、接頭形式和焊接位置，選擇適宜的焊條直徑和焊接電流，保證焊縫與鋼筋熔合良好。
⑤焊接過程中及時清渣，焊縫表面光滑平整，加強焊縫應平緩過渡，弧坑應填滿。
4．電渣壓力焊連接
電渣壓力焊是利用電流通過渣池產(chǎn)生的電阻熱將鋼筋端部熔化，然后施加壓力使鋼筋焊合。這種焊接方法比電弧焊容易掌握，工效高、成本低、工作條件好，宜用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中豎向或斜向鋼筋的接長。
豎向鋼筋電渣壓力焊工藝過程包括：引弧、電弧、電渣和頂壓過程，分為手工和自動兩種：
(1)手工電渣壓力焊
手工電渣壓力焊，可采用直接引弧法。
(2)自動電渣壓力焊
自動電渣壓力焊，宜采用鐵絲圈引弧法。焊接的引弧、電弧、電渣與頂壓過程由凸輪自動控制。
鋼筋電渣壓力焊時，應采取措施，扶持鋼筋上端，防止上、下鋼筋錯位和夾具變形。
5．氣壓焊連接
鋼筋氣壓焊是用氧—乙炔火焰對鋼筋端部加熱到塑性狀態(tài)，并施加一定的壓力使兩根鋼筋焊合。這種焊接工藝具有設備簡單、操作方便、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點，適用于各種位置的鋼筋焊接；但對焊工要求較高，焊前對鋼筋端面處理要求高。
(1)焊前準備
鋼筋下料要用砂輪鋸，不得使用切斷機。
鋼筋端面在焊接前要用角向磨光機打磨見新。
(2)焊接過程
鋼筋氣壓焊的工藝過程包括：預壓、加熱與壓接過程。
6．埋弧壓力焊連接
埋弧壓力焊是利用焊劑層下的電弧燃燒將兩焊件相鄰部位熔化，然后加壓頂鍛使兩焊件焊合。這種焊接方法工藝簡單，比電弧焊工效高、質(zhì)量好(焊后鋼板變形小、抗拉強度高)、成本低(不用焊條)，適用于鋼筋與鋼板作丁字形接頭焊接。
施焊前，鋼筋鋼板應清潔。必要時除銹，以保證臺面與鋼板、鉗口與鋼筋接觸良好，不致起弧。
例題：電阻點焊連接中，點焊過程的三個階段不包括（ ）。
A、預壓
B、加熱熔化
C、頂鍛
D、冷卻結(jié)晶
答案：C
例題：下列連接方式中，常用于鋼筋混凝土中鋼筋連接的方式有（ ）。
A、 閃光對焊連接
B、 電阻點焊連接
C、 電弧焊連接
D、 氣壓焊連接
E、 螺栓連接
答案：A、B、C、D
2G311012 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件常用的連接方式
1． 焊接連接
焊接連接有氣焊、接觸焊和電弧焊等方法。在電弧焊中又分手工焊、自動焊和半自動焊三種。目前，鋼結(jié)構(gòu)中常用的是手工電弧焊。利用手工操作的方法，以焊接電弧產(chǎn)生的熱量使焊條和焊件熔化，從而凝固成牢固接頭的工藝過程，就是手工電弧焊。
(1)焊縫的形式與構(gòu)造
①對接焊縫
對接焊縫的形式有直邊縫、單邊V形縫、雙邊V形縫、U形縫、K形縫、X形縫等。
對接焊縫的優(yōu)點是用料經(jīng)濟，傳力均勻、平順，沒有顯著的應力集中，對接焊縫最適于承受動力荷載的構(gòu)件。缺點是施焊的焊件應保持一定的間隙，板邊需要加工，施工不便。
②角焊縫
在相互搭接或丁字連接構(gòu)件的邊緣，所焊截面為三角形的焊縫，叫做角焊縫。角焊縫按外力作用方向可分為平行于外力作用方向的側(cè)面角焊縫和垂直于外力作用方向的正面角焊縫。
在鋼結(jié)構(gòu)中，最常用的是普通直角角焊縫，其他形式主要是為了改變受力狀態(tài)，避免應力集中，一般多用于直接受動力荷載的結(jié)構(gòu)。
角焊縫的優(yōu)點是焊件板邊不必預先加工，也不需要校正縫距，施工方便。其缺點是應力集中現(xiàn)象比較嚴重，由于必須有一定的搭接長度，角焊縫連接在材料使用上不夠經(jīng)濟。
(2)對接焊縫的形式及受力特點
對接焊縫有對接接頭和T形接頭兩類。如按焊縫是否被焊透，又分為焊透的對接焊縫和未焊透的對接焊縫兩種。
2． 普通螺栓連接
(1)粗制螺栓與精制螺栓
粗制螺栓是用圓鋼熱壓而成，表面粗糙。由于螺桿與孔之間有空隙，所以受剪能力較差，一般用于安裝連接中。
精制螺栓的螺桿是在車床上加工而成，螺桿直徑與孔徑基本相同，抗剪能力較好，但制造費工，成本較高，一般很少用。
(2)螺栓的排列
螺栓的排列有并列與錯列兩種形式，并列簡單、整齊，比較常用。
螺栓在構(gòu)件上的排列應當滿足如下要求：
①受力要求：從受力要求出發(fā)，螺栓的距離不宜過大或過小。
②構(gòu)造要求：螺栓間距過大時，構(gòu)件接觸不嚴密。當空氣濕度大時，易造成鋼材銹蝕，所以從構(gòu)造出發(fā)，螺栓間距不能過大。
③施工要求：布置螺栓時，還要考慮到用扳手擰螺栓的可能性，按扳手尺寸的要求進行。
3．高強度螺栓連接
高強度螺栓連接是一種新的連接形式，它具有施工簡單、受力性能好、可拆換、耐疲勞、以及在動力荷載作用下不致松動等優(yōu)點，是很有發(fā)展前途的連接方法。
高強度螺栓是用特制的扳手上緊螺帽，使螺栓產(chǎn)生巨大而又受控制的預拉力，通過螺帽和墊板，對被連接件也產(chǎn)生了同樣大小的預壓力。在預壓力作用下，沿被連接件表面就會產(chǎn)生較大的摩擦力，顯然，只要軸力小于此摩擦力，構(gòu)件便不會滑移，連接就不會受到破壞，這就是高強度螺栓連接的原理。
高強度螺栓連接是靠連接件接觸面間的摩擦力來阻止其相互滑移的，為使接觸面有足夠的摩擦力，就必須提高構(gòu)件的夾緊力和增大構(gòu)件接觸面的摩擦系數(shù)。構(gòu)件間的夾緊力是靠對螺栓施加預拉力來實現(xiàn)的，所以螺栓必須采用高強度鋼制造，這也就是稱為高強度螺栓連接的原因。
高強度螺栓連接中，摩擦系數(shù)的大小對承載力的影響很大。試驗表明，摩擦系數(shù)主要受接觸面的形式和構(gòu)件的材質(zhì)影響。為了增大接觸面的摩擦系數(shù)，施工時常采用應噴砂、用鋼絲刷清理等方法對連接范圍內(nèi)構(gòu)件接觸面進行處理。
高強度螺栓實際上有摩擦型和承壓型兩種。
摩擦型高強度螺栓承受剪力的準則是設計荷載引起的剪力不超過摩擦力。
承壓型高強度螺栓則是以桿身不被剪壞或板件不被壓壞為設計準則。
例題：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件常用的連接方式有（ ）。
A、 焊接連接
B、 普通螺栓連接
C、 電弧焊連接
D、 搭接連接
E、 高強度螺栓連接
答案：A、B、E
一、內(nèi)容提示
這一講主要介紹2G311000電力工程技術(shù)基礎知識的2G311010建筑結(jié)構(gòu)的基本知識和2G311020電力工程常用水泥混凝土的基本知識
二、重點難點
鋼筋混凝土中鋼筋的連接方式、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件常用的連接方式、水泥的品種及其適用范圍、混凝土的基本要求及強度等級。
三、大綱要求
大綱要求：掌握建筑結(jié)構(gòu)的基本知識、掌握電力工程常用水泥混凝土的基本知識
四、內(nèi)容講解
2G311000 電力工程技術(shù)基礎知識
2G311010 掌握建筑結(jié)構(gòu)的基本知識
2G311011 鋼筋混凝土中鋼筋的連接方式
鋼筋混凝土中鋼筋的連接方式通常有閃光對焊連接、電阻點焊連接、電弧焊連接、電渣壓力焊連接、氣壓焊連接、埋弧壓力焊連接。
1．閃光對焊連接
閃光對焊連接采用的設備是手動對焊機、自動對焊機。
閃光對焊可以分為連續(xù)閃光焊、預熱閃光焊和閃光—預熱—閃光焊等三種工藝，根據(jù)鋼筋品種、直徑和所用焊機功率等選用焊接工藝。
(1)連續(xù)閃光焊
連續(xù)閃光焊的工藝過程包括：連續(xù)閃光和頂鍛過程。
(2)預熱閃光焊
預熱閃光焊是在連續(xù)閃光焊前增加一次預熱過程，以擴大焊接熱影響區(qū)。其工藝過程包括：預熱、閃光和頂鍛過程。
(3)閃光—預熱—閃光焊
閃光—預熱—閃光焊是在預熱閃光焊前加一次閃光過程，目的是使不平整的鋼筋端面燒化平整，使預熱均勻。其工藝過程包括：一次閃光、預熱、二次閃光及頂鍛過程。
鋼筋直徑較粗時，宜采用預熱閃光焊與閃光—預熱—閃光焊。
2．電阻點焊連接
電阻點焊連接采用的設備是單點點焊機、多頭點焊機、懸掛式點焊機。
點焊過程可分為預壓、加熱熔化、冷卻結(jié)晶三個階段。
3．電弧焊連接
電弧焊連接采用的設備是弧焊機，分為交流弧焊機和直流弧焊機。
(1)幫條焊與搭接焊
①施焊前，鋼筋的裝配與定位，應符合下列要求：
采用搭接焊時，鋼筋的預彎和安裝，應保證兩鋼筋的軸線在一直線上。
幫條和主筋之間用四點定位焊固定；搭接焊時，用兩點固定。
②施焊時，引弧應在幫條或搭接鋼筋的一端開始，收弧應在幫條或搭接鋼筋端頭上，弧坑應填滿。多層施焊時，第一層焊縫應有足夠的熔深，主焊縫與定位焊縫，特別是在定位焊縫的始端與終端，應熔合良好。
(2) 坡口焊 ①施焊時，焊縫根部、坡口端面以及鋼筋與鋼墊板之間均應熔合良好。為了防止接頭過熱，采用幾個接頭輪流焊接。
②如發(fā)現(xiàn)接頭有弧坑、未填滿、氣孔及咬邊等缺陷時，應立即補焊。
(3) 預埋件T形接頭的鋼筋焊接
預埋件T形接頭電弧焊的接頭形式分貼角焊和穿孔塞焊兩種。
(4) 裝配式框架結(jié)構(gòu)接頭的鋼筋焊接
在裝配式框架結(jié)構(gòu)安裝中，鋼筋焊接應符合下列要求：
①柱間節(jié)點采用搭接焊時，其伸出長度可適當增加，以減少內(nèi)應力和防止混凝土開裂。
②兩鋼筋軸線偏移較大時，宜采用冷彎矯正，但不得用錘敲打。如冷彎矯正有困難，可采用氧乙炔火焰加熱后矯正。
③焊接時應選擇合理的焊接順序，對于柱間節(jié)點，可由兩名焊工對稱施焊，以減少結(jié)構(gòu)的變形。
（5)電弧焊注意事項
①幫條尺寸、坡口角度、鋼筋端頭間隙以及鋼筋軸線等均應符合有關(guān)規(guī)定；
②焊接地線應與鋼筋接觸良好，防止因起弧而燒傷鋼筋：
③帶有墊板或幫條的接頭，引弧應在鋼墊板或幫條上進行。無鋼墊板或無幫條的接頭，引弧應在形成焊縫部位，防止燒傷主筋。
④根據(jù)鋼筋級別、直徑、接頭形式和焊接位置，選擇適宜的焊條直徑和焊接電流，保證焊縫與鋼筋熔合良好。
⑤焊接過程中及時清渣，焊縫表面光滑平整，加強焊縫應平緩過渡，弧坑應填滿。
4．電渣壓力焊連接
電渣壓力焊是利用電流通過渣池產(chǎn)生的電阻熱將鋼筋端部熔化，然后施加壓力使鋼筋焊合。這種焊接方法比電弧焊容易掌握，工效高、成本低、工作條件好，宜用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中豎向或斜向鋼筋的接長。
豎向鋼筋電渣壓力焊工藝過程包括：引弧、電弧、電渣和頂壓過程，分為手工和自動兩種：
(1)手工電渣壓力焊
手工電渣壓力焊，可采用直接引弧法。
(2)自動電渣壓力焊
自動電渣壓力焊，宜采用鐵絲圈引弧法。焊接的引弧、電弧、電渣與頂壓過程由凸輪自動控制。
鋼筋電渣壓力焊時，應采取措施，扶持鋼筋上端，防止上、下鋼筋錯位和夾具變形。
5．氣壓焊連接
鋼筋氣壓焊是用氧—乙炔火焰對鋼筋端部加熱到塑性狀態(tài)，并施加一定的壓力使兩根鋼筋焊合。這種焊接工藝具有設備簡單、操作方便、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點，適用于各種位置的鋼筋焊接；但對焊工要求較高，焊前對鋼筋端面處理要求高。
(1)焊前準備
鋼筋下料要用砂輪鋸，不得使用切斷機。
鋼筋端面在焊接前要用角向磨光機打磨見新。
(2)焊接過程
鋼筋氣壓焊的工藝過程包括：預壓、加熱與壓接過程。
6．埋弧壓力焊連接
埋弧壓力焊是利用焊劑層下的電弧燃燒將兩焊件相鄰部位熔化，然后加壓頂鍛使兩焊件焊合。這種焊接方法工藝簡單，比電弧焊工效高、質(zhì)量好(焊后鋼板變形小、抗拉強度高)、成本低(不用焊條)，適用于鋼筋與鋼板作丁字形接頭焊接。
施焊前，鋼筋鋼板應清潔。必要時除銹，以保證臺面與鋼板、鉗口與鋼筋接觸良好，不致起弧。
例題：電阻點焊連接中，點焊過程的三個階段不包括（ ）。
A、預壓
B、加熱熔化
C、頂鍛
D、冷卻結(jié)晶
答案：C
例題：下列連接方式中，常用于鋼筋混凝土中鋼筋連接的方式有（ ）。
A、 閃光對焊連接
B、 電阻點焊連接
C、 電弧焊連接
D、 氣壓焊連接
E、 螺栓連接
答案：A、B、C、D
2G311012 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件常用的連接方式
1． 焊接連接
焊接連接有氣焊、接觸焊和電弧焊等方法。在電弧焊中又分手工焊、自動焊和半自動焊三種。目前，鋼結(jié)構(gòu)中常用的是手工電弧焊。利用手工操作的方法，以焊接電弧產(chǎn)生的熱量使焊條和焊件熔化，從而凝固成牢固接頭的工藝過程，就是手工電弧焊。
(1)焊縫的形式與構(gòu)造
①對接焊縫
對接焊縫的形式有直邊縫、單邊V形縫、雙邊V形縫、U形縫、K形縫、X形縫等。
對接焊縫的優(yōu)點是用料經(jīng)濟，傳力均勻、平順，沒有顯著的應力集中，對接焊縫最適于承受動力荷載的構(gòu)件。缺點是施焊的焊件應保持一定的間隙，板邊需要加工，施工不便。
②角焊縫
在相互搭接或丁字連接構(gòu)件的邊緣，所焊截面為三角形的焊縫，叫做角焊縫。角焊縫按外力作用方向可分為平行于外力作用方向的側(cè)面角焊縫和垂直于外力作用方向的正面角焊縫。
在鋼結(jié)構(gòu)中，最常用的是普通直角角焊縫，其他形式主要是為了改變受力狀態(tài)，避免應力集中，一般多用于直接受動力荷載的結(jié)構(gòu)。
角焊縫的優(yōu)點是焊件板邊不必預先加工，也不需要校正縫距，施工方便。其缺點是應力集中現(xiàn)象比較嚴重，由于必須有一定的搭接長度，角焊縫連接在材料使用上不夠經(jīng)濟。
(2)對接焊縫的形式及受力特點
對接焊縫有對接接頭和T形接頭兩類。如按焊縫是否被焊透，又分為焊透的對接焊縫和未焊透的對接焊縫兩種。
2． 普通螺栓連接
(1)粗制螺栓與精制螺栓
粗制螺栓是用圓鋼熱壓而成，表面粗糙。由于螺桿與孔之間有空隙，所以受剪能力較差，一般用于安裝連接中。
精制螺栓的螺桿是在車床上加工而成，螺桿直徑與孔徑基本相同，抗剪能力較好，但制造費工，成本較高，一般很少用。
(2)螺栓的排列
螺栓的排列有并列與錯列兩種形式，并列簡單、整齊，比較常用。
螺栓在構(gòu)件上的排列應當滿足如下要求：
①受力要求：從受力要求出發(fā)，螺栓的距離不宜過大或過小。
②構(gòu)造要求：螺栓間距過大時，構(gòu)件接觸不嚴密。當空氣濕度大時，易造成鋼材銹蝕，所以從構(gòu)造出發(fā)，螺栓間距不能過大。
③施工要求：布置螺栓時，還要考慮到用扳手擰螺栓的可能性，按扳手尺寸的要求進行。
3．高強度螺栓連接
高強度螺栓連接是一種新的連接形式，它具有施工簡單、受力性能好、可拆換、耐疲勞、以及在動力荷載作用下不致松動等優(yōu)點，是很有發(fā)展前途的連接方法。
高強度螺栓是用特制的扳手上緊螺帽，使螺栓產(chǎn)生巨大而又受控制的預拉力，通過螺帽和墊板，對被連接件也產(chǎn)生了同樣大小的預壓力。在預壓力作用下，沿被連接件表面就會產(chǎn)生較大的摩擦力，顯然，只要軸力小于此摩擦力，構(gòu)件便不會滑移，連接就不會受到破壞，這就是高強度螺栓連接的原理。
高強度螺栓連接是靠連接件接觸面間的摩擦力來阻止其相互滑移的，為使接觸面有足夠的摩擦力，就必須提高構(gòu)件的夾緊力和增大構(gòu)件接觸面的摩擦系數(shù)。構(gòu)件間的夾緊力是靠對螺栓施加預拉力來實現(xiàn)的，所以螺栓必須采用高強度鋼制造，這也就是稱為高強度螺栓連接的原因。
高強度螺栓連接中，摩擦系數(shù)的大小對承載力的影響很大。試驗表明，摩擦系數(shù)主要受接觸面的形式和構(gòu)件的材質(zhì)影響。為了增大接觸面的摩擦系數(shù)，施工時常采用應噴砂、用鋼絲刷清理等方法對連接范圍內(nèi)構(gòu)件接觸面進行處理。
高強度螺栓實際上有摩擦型和承壓型兩種。
摩擦型高強度螺栓承受剪力的準則是設計荷載引起的剪力不超過摩擦力。
承壓型高強度螺栓則是以桿身不被剪壞或板件不被壓壞為設計準則。
例題：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件常用的連接方式有（ ）。
A、 焊接連接
B、 普通螺栓連接
C、 電弧焊連接
D、 搭接連接
E、 高強度螺栓連接
答案：A、B、E