第四講 電力工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)（4）

　　一、 內(nèi)容提示

　　這一講主要2G311060電力工程常用建筑鋼材的類(lèi)型及其選用原則和2G311070變電站（所）及送電線路常用材料的基本知識(shí)

　　二、 重點(diǎn)難點(diǎn)

　　常用建筑鋼材的類(lèi)型、常用建筑鋼材的選用原則及電線電纜的分類(lèi)及主要用途和金具、絕緣子的分類(lèi)及主要用途

　　三、 大綱要求

　　掌握電力工程常用建筑鋼材的類(lèi)型及其選用原則、熟悉變電站（所）及送電線路常用材料的基本知識(shí)

　　四、 內(nèi)容講解

　　2G311060 掌握電力工程常用建筑鋼材的類(lèi)型及其選用原則

　　2G311061 常用建筑鋼材的類(lèi)型

　　1、碳素結(jié)構(gòu)鋼

　　碳素結(jié)構(gòu)鋼指一般的結(jié)構(gòu)鋼，以及工程用的熱軋板、管、型、棒材。在建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)，廣泛使用這些鋼材。碳素結(jié)構(gòu)鋼冶煉方便，成本低，具有良好的塑性及各種加工性能。

　　我國(guó)生產(chǎn)的碳素鋼分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275五個(gè)牌號(hào)。其中的Q是屈服強(qiáng)度屈字的漢語(yǔ)拼音的字頭，后面的阿拉伯?dāng)?shù)字表示屈服強(qiáng)度值（MPa）。由Q195到Q275是以強(qiáng)度由低到高排列的，鋼材強(qiáng)度主要由其中碳元素的含量的多少來(lái)確定的。鋼結(jié)構(gòu)用鋼主要是Q235，其含碳量在0.12％～0.22％之間。

　　碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法為Q235一#．#， #分別表示質(zhì)量等級(jí)和澆注方法。例如Q235一A．F，表示屈服點(diǎn)為235MPa的質(zhì)量為A級(jí)的沸騰鋼。Q235分為A．B．C．D四個(gè)質(zhì)量等級(jí)，其中D級(jí)質(zhì)量最好，A級(jí)質(zhì)量最差。A．B級(jí)按脫氧程度分為沸騰鋼（F）、半鎮(zhèn)靜鋼（B），C級(jí)為鎮(zhèn)靜鋼（Z），D級(jí)為特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ），其中鎮(zhèn)靜鋼（Z）、特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）可以不寫(xiě)。

　　2．低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

　　低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，少量添加若干合金元素而成，例如：硅、錳、釩、鈦等。合金元素總量低于5％的鋼稱之為低合金鋼，高于5％為高合金鋼。建筑結(jié)構(gòu)僅用低合金鋼，其牌號(hào)和性能如下：

　　由于生產(chǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》推薦使用低合金鋼有兩種：16Mn（16錳）和15MnV（15錳釩），《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》還推薦與這兩種類(lèi)似而質(zhì)量較高的橋梁用鋼，即16Mn21q（16錳橋），15MnVq（15錳釩橋）鋼。

　　低合金鋼的品牌前兩位數(shù)表示平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，后面再標(biāo)出所含合金元素的符號(hào)。當(dāng)其平均含量低于1.5％時(shí)只列元素的符號(hào)，當(dāng)高于1.5％時(shí)在元素符號(hào)后列百分之幾并取整數(shù)。例如16Mn，表示其含碳量為0.16％及主要合金元素為錳且合金量低于1.5％。

　　低合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分與碳素結(jié)構(gòu)鋼相似，但加入少量的合金元素。16Mn和15MnV的屈服強(qiáng)度比Q235分別高出47％和66％，并具有較好的塑性、韌性和加工性能，是強(qiáng)度高且綜合性能好的鋼材。用于鋼結(jié)構(gòu)可比碳素結(jié)構(gòu)鋼節(jié)約材料15％～25％，當(dāng)僅用于受拉及受彎時(shí)則節(jié)約比例更大。

　　3．型鋼與鋼板

　　（1）型鋼。在建筑工程中主要承重結(jié)構(gòu)及輔助結(jié)構(gòu)，大量使用各種規(guī)格與型號(hào)的型鋼。常使用的型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼、扁鋼等，用以組成各種形式的鋼結(jié)構(gòu)。

　　（2）鋼板。鋼板有厚板、中板和薄板之分。厚板在建筑上應(yīng)用最多。建筑上多用中板與各種型鋼組成鋼結(jié)構(gòu)。鍍鋅薄板用于制作落水管；或壓制成波形后，即成瓦楞鐵皮，用作車(chē)間的屋面或維護(hù)結(jié)構(gòu)。

　　4．鋼筋

　　鋼筋是建筑工程中用量最大的鋼材品種之一，其材質(zhì)按化學(xué)成分包括普通碳素鋼和普通低合金鋼。鋼筋就生產(chǎn)工藝不同分為熱軋鋼筋、冷加工鋼筋、熱處理鋼筋及鋼絲等。

　?。?）熱軋鋼筋。在一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中大量使用的鋼筋為熱軋鋼筋。熱軋鋼筋分為HPB235、HRB335、HRB400、HRB500四個(gè)等級(jí)。其中HPB235級(jí)鋼筋由碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制，其余均由低合金結(jié)構(gòu)鋼軋制而成。

　?。?）冷加工鋼筋。冷加工鋼筋主要有冷拉鋼筋和冷拔低碳鋼絲。鋼筋經(jīng)過(guò)冷加工處理后，鋼筋的耐沖擊韌性有所降低，因此，在承受沖擊荷載的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)中不得使用。

　　（3）熱處理鋼筋。熱處理鋼筋是以熱軋HRB500級(jí)鋼筋經(jīng)調(diào)質(zhì)處理（先淬火后高溫回火）后，使其綜合力學(xué)性能提高的鋼筋。

　?。?）碳素鋼絲。碳素鋼絲由含碳量不低于0.8％的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤(pán)條，經(jīng)冷拔及回火制成。碳素鋼絲具有很好的力學(xué)性質(zhì)。

　　例題：在碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)中，符號(hào)Q的含義是表示（ ）。

　　A. 鎮(zhèn)靜鋼 B．質(zhì)量等級(jí)最低

　　C．質(zhì)量等級(jí)最高 D．鋼材屈服點(diǎn)

　　答案：D

　　例題：在鋼結(jié)構(gòu)中，常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼是（ ）。

　　A．Q195 B．Q215

　　C. Q235 D．Q255

　　答案：C

　　2G311062 常用建筑鋼材的選用原則

　　1、碳素結(jié)構(gòu)鋼（非合金結(jié)構(gòu)鋼）的選用原則

　　建筑工程中主要應(yīng)用的碳素鋼是Q235號(hào)鋼。在非預(yù)應(yīng)力混凝土中，使用最多的一級(jí)鋼筋即由Q235號(hào)鋼熱軋而成。在鋼結(jié)構(gòu)中，各種型鋼、鋼板和鋼管，主要也是應(yīng)用Q235號(hào)鋼軋制而成的。Q235號(hào)鋼之所以普遍應(yīng)用于建筑中，主要是它的機(jī)械強(qiáng)度、韌性和塑性以及加工等綜合方面的性能好，而且冶煉方便，成本較低。Q215號(hào)鋼機(jī)械強(qiáng)度低、塑性大，受力后產(chǎn)生變形大。經(jīng)冷加工和時(shí)效處理后可代替Q235號(hào)鋼使用。Q275號(hào)鋼機(jī)械強(qiáng)度高，但塑性較差，以前曾軋制成人字紋鋼筋，用于鋼筋混凝土中。在選用鋼的牌號(hào)時(shí)，還必須熟悉鋼的質(zhì)量。質(zhì)量等級(jí)為D和C的鋼優(yōu)于B和A的鋼，特殊鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼優(yōu)于半鎮(zhèn)靜鋼，更優(yōu)于沸騰鋼。質(zhì)量好的鋼，成本較高。工程結(jié)構(gòu)的荷載類(lèi)型、連接方式（焊接或非焊接）及環(huán)境溫度等條件，對(duì)鋼材性能有不同的要求，是選用鋼材時(shí)必須注意的。

　　在動(dòng)荷載、焊接結(jié)構(gòu)或嚴(yán)寒低溫條件下工作時(shí)，往往限制沸騰鋼的使用。沸騰鋼的限制條件是：（1）直接承受動(dòng)荷載的焊接結(jié)構(gòu)；（2）直接承受動(dòng)荷載的非焊接結(jié)構(gòu)，而計(jì)算溫度等于或低于-20℃；（3）承受靜荷載及間接動(dòng)荷載作用，而計(jì)算溫度等于或低于-30℃時(shí)的焊接結(jié)構(gòu)。因此，質(zhì)量較差、時(shí)效敏感性大、鋼材性能不夠穩(wěn)定的沸騰鋼，僅用于除上述限制條件外的一般結(jié)構(gòu)工程使用。由于Q235 - D鋼含有足夠的形成細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)的元素，同時(shí)對(duì)硫、磷元素控制較嚴(yán)格，故其沖擊韌性好，抵抗振動(dòng)沖擊荷載能力較強(qiáng)，尤其在一定低溫條件下選用更為合理。質(zhì)量等級(jí)為A的鋼，一般僅適用于受靜荷載作用的結(jié)構(gòu)。

　　2．低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的選用原則

　　3．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋和鋼絲的選用原則

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋和鋼絲，主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的產(chǎn)品。目前普遍使用的有熱軋鋼筋、冷拔低碳鋼絲、碳素鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋等。

　　（4）熱處理鋼筋的選用：熱處理鋼筋強(qiáng)度高，綜合性能好，質(zhì)量穩(wěn)定，錨固性好，節(jié)省鋼材，主要用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕和其他預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中。

　　例題：在動(dòng)荷載、焊接結(jié)構(gòu)或嚴(yán)寒低溫條件下工作時(shí)，往往限制（ ）的使用。

　　A. 特殊鎮(zhèn)靜鋼 B．沸騰鋼

　　C. 半鎮(zhèn)靜鋼 D．鎮(zhèn)靜鋼

　　答案：B

　　例題：預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲及鋼絞線的具有（ ） 等特點(diǎn)，適用于大跨度屋架、吊車(chē)梁等大型構(gòu)件及V形折板配筋。

　　A. 強(qiáng)度高 B. 柔性好

　　C. 無(wú)接頭 D. 安全可靠

　　E. 易焊接

　　答案：A．B．C．D