第一講 電力工程技術(shù)基礎知識（1）

一、內容提示

這一講主要介紹2G311000電力工程技術(shù)基礎知識的2G311010建筑結構的基本知識和2G311020電力工程常用水泥混凝土的基本知識

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

鋼筋混凝土中鋼筋的連接方式、鋼結構構件常用的連接方式、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：掌握建筑結構的基本知識、掌握電力工程常用水泥混凝土的基本知識

四、內容講解

2G311000 電力工程技術(shù)基礎知識

2G311010 掌握建筑結構的基本知識

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(diǎn)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(dòng)對焊機、自動(dòng)對焊機。

閃光對焊可以分為連續閃光焊、預熱閃光焊和閃光—預熱—閃光焊等三種工藝，根據鋼筋品種、直徑和所用焊機功率等選用焊接工藝。

(1)連續閃光焊

連續閃光焊的工藝過(guò)程包括：連續閃光和頂鍛過(guò)程。

(2)預熱閃光焊

預熱閃光焊是在連續閃光焊前增加一次預熱過(guò)程，以擴大焊接熱影響區。其工藝過(guò)程包括：預熱、閃光和頂鍛過(guò)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(guò)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(guò)程包括：一次閃光、預熱、二次閃光及頂鍛過(guò)程。

鋼筋直徑較粗時(shí)，宜采用預熱閃光焊與閃光—預熱—閃光焊。

2．電阻點(diǎn)焊連接

電阻點(diǎn)焊連接采用的設備是單點(diǎn)點(diǎn)焊機、多頭點(diǎn)焊機、懸掛式點(diǎn)焊機。

點(diǎn)焊過(guò)程可分為預壓、加熱熔化、冷卻結晶三個(gè)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(shí)，鋼筋的預彎和安裝，應保證兩鋼筋的軸線(xiàn)在一直線(xiàn)上。

幫條和主筋之間用四點(diǎn)定位焊固定；搭接焊時(shí)，用兩點(diǎn)固定。

②施焊時(shí)，引弧應在幫條或搭接鋼筋的一端開(kāi)始，收弧應在幫條或搭接鋼筋端頭上，弧坑應填滿(mǎn)。多層施焊時(shí)，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(shí)，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(guò)熱，采用幾個(gè)接頭輪流焊接。

②如發(fā)現接頭有弧坑、未填滿(mǎn)、氣孔及咬邊等缺陷時(shí)，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) 裝配式框架結構接頭的鋼筋焊接

在裝配式框架結構安裝中，鋼筋焊接應符合下列要求：

①柱間節點(diǎn)采用搭接焊時(shí)，其伸出長(cháng)度可適當增加，以減少內應力和防止混凝土開(kāi)裂。

②兩鋼筋軸線(xiàn)偏移較大時(shí)，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(shí)應選擇合理的焊接順序，對于柱間節點(diǎn)，可由兩名焊工對稱(chēng)施焊，以減少結構的變形。

（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(xiàn)等均應符合有關(guān)規定；

②焊接地線(xiàn)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(jìn)行。無(wú)鋼墊板或無(wú)幫條的接頭，引弧應在形成焊縫部位，防止燒傷主筋。

④根據鋼筋級別、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(guò)程中及時(shí)清渣，焊縫表面光滑平整，加強焊縫應平緩過(guò)渡，弧坑應填滿(mǎn)。

4．電渣壓力焊連接

電渣壓力焊是利用電流通過(guò)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，宜用于現澆鋼筋混凝土結構中豎向或斜向鋼筋的接長(cháng)。

豎向鋼筋電渣壓力焊工藝過(guò)程包括：引弧、電弧、電渣和頂壓過(guò)程，分為手工和自動(dòng)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(dòng)電渣壓力焊

自動(dòng)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(guò)程由凸輪自動(dòng)控制。

鋼筋電渣壓力焊時(shí)，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(jiǎn)單、操作方便、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，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(jiàn)新。

(2)焊接過(guò)程

鋼筋氣壓焊的工藝過(guò)程包括：預壓、加熱與壓接過(guò)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(jiǎn)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(shí)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(diǎn)焊連接中，點(diǎn)焊過(guò)程的三個(gè)階段不包括（ ）。

A、預壓
　　B、加熱熔化
　　C、頂鍛
　　D、冷卻結晶

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(diǎn)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 鋼結構構件常用的連接方式

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(dòng)焊和半自動(dòng)焊三種。目前，鋼結構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(guò)程，就是手工電弧焊。

(1)焊縫的形式與構造

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(diǎn)是用料經(jīng)濟，傳力均勻、平順，沒(méi)有顯著(zhù)的應力集中，對接焊縫最適于承受動(dòng)力荷載的構件。缺點(diǎn)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面角焊縫和垂直于外力作用方向的正面角焊縫。

在鋼結構中，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(dòng)力荷載的結構。

角焊縫的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是應力集中現象比較嚴重，由于必須有一定的搭接長(cháng)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(diǎn)

對接焊縫有對接接頭和T形接頭兩類(lèi)。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(chē)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(jiǎn)單、整齊，比較常用。

螺栓在構件上的排列應當滿(mǎn)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(guò)大或過(guò)小。

②構造要求：螺栓間距過(guò)大時(shí)，構件接觸不嚴密。當空氣濕度大時(shí)，易造成鋼材銹蝕，所以從構造出發(fā)，螺栓間距不能過(guò)大。

③施工要求：布置螺栓時(shí)，還要考慮到用扳手擰螺栓的可能性，按扳手尺寸的要求進(jìn)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(jiǎn)單、受力性能好、可拆換、耐疲勞、以及在動(dòng)力荷載作用下不致松動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，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(guò)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(huì )產(chǎn)生較大的摩擦力，顯然，只要軸力小于此摩擦力，構件便不會(huì )滑移，連接就不會(huì )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(lái)阻止其相互滑移的，為使接觸面有足夠的摩擦力，就必須提高構件的夾緊力和增大構件接觸面的摩擦系數。構件間的夾緊力是靠對螺栓施加預拉力來(lái)實(shí)現的，所以螺栓必須采用高強度鋼制造，這也就是稱(chēng)為高強度螺栓連接的原因。

高強度螺栓連接中，摩擦系數的大小對承載力的影響很大。試驗表明，摩擦系數主要受接觸面的形式和構件的材質(zhì)影響。為了增大接觸面的摩擦系數，施工時(shí)常采用應噴砂、用鋼絲刷清理等方法對連接范圍內構件接觸面進(jìn)行處理。

高強度螺栓實(shí)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(guò)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：鋼結構構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