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二級建造師考試機電工程資料：考前輔導（9）

第四講 電力工程技術基礎知識(4)

一、 內容提示

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

二、 重點難點

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

三、 大綱要求

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

四、 內容講解

2G311060 掌握電力工程常用建筑鋼材的類型及其選用原則

2G311061 常用建筑鋼材的類型

1、碳素結構鋼

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

我國生產的碳素鋼分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275五個牌號。其中的Q是屈服強度屈字的漢語拼音的字頭，后面的阿拉伯數字表示屈服強度值(MPa)。由Q195到Q275是以強度由低到高排列的，鋼材強度主要由其中碳元素的含量的多少來確定的。鋼結構用鋼主要是Q235，其含碳量在0.12%～0.22%之間。

碳素結構鋼的表示方法為Q235一#.#， #分別表示質量等級和澆注方法。例如Q235一A.F，表示屈服點為235MPa的質量為A級的沸騰鋼。Q235分為A、B、C、D四個質量等級，其中D級質量最好，A級質量最差。A、B級按脫氧程度分為沸騰鋼(F)、半鎮(zhèn)靜鋼(B)，C級為鎮(zhèn)靜鋼(Z)，D級為特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ)，其中鎮(zhèn)靜鋼(Z)、特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ)可以不寫。

2.低合金高強度結構鋼

低合金高強度結構鋼是在碳素結構鋼的基礎上，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。建筑結構僅用低合金鋼，其牌號和性能如下：

由于生產和使用經驗的關系，《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》推薦使用低合金鋼有兩種：16Mn(16錳)和15MnV(15錳釩)，《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》還推薦與這兩種類似而質量較高的橋梁用鋼，即16Mn21q(16錳橋)，15MnVq(15錳釩橋)鋼。

低合金鋼的品牌前兩位數表示平均含碳量的萬分數，后面再標出所含合金元素的符號。當其平均含量低于1.5%時只列元素的符號，當高于1.5%時在元素符號后列百分之幾并取整數。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%。

低合金結構鋼的化學成分與碳素結構鋼相似，但加入少量的合金元素。16Mn和15MnV的屈服強度比Q235分別高出47%和66%，并具有較好的塑性、韌性和加工性能，是強度高且綜合性能好的鋼材。用于鋼結構可比碳素結構鋼節(jié)約材料15%～25%，當僅用于受拉及受彎時則節(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構及輔助結構，大量使用各種規(guī)格與型號的型鋼。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構。

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

4.鋼筋

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

(1)熱軋鋼筋。在一般鋼筋混凝土結構中大量使用的鋼筋為熱軋鋼筋。熱軋鋼筋分為HPB235、HRB335、HRB400、HRB500四個等級。其中HPB235級鋼筋由碳素結構鋼軋制，其余均由低合金結構鋼軋制而成。

(2)冷加工鋼筋。冷加工鋼筋主要有冷拉鋼筋和冷拔低碳鋼絲。鋼筋經過冷加工處理后，鋼筋的耐沖擊韌性有所降低，因此，在承受沖擊荷載的基礎和結構中不得使用。

(3)熱處理鋼筋。熱處理鋼筋是以熱軋HRB500級鋼筋經調質處理(先淬火后高溫回火)后，使其綜合力學性能提高的鋼筋。

(4)碳素鋼絲。碳素鋼絲由含碳量不低于0.8%的優(yōu)質碳素結構鋼盤條，經冷拔及回火制成。碳素鋼絲具有很好的力學性質。

例題：在碳素結構鋼的牌號中，符號Q的含義是表示( )。

A. 鎮(zhèn)靜鋼 B.質量等級最低

C.質量等級最高 D.鋼材屈服點

答案：D

例題：在鋼結構中，常用的碳素結構鋼是( )。

A.Q195 B.Q215

C. Q235 D.Q255

答案：C

2G311062 常用建筑鋼材的選用原則

1、碳素結構鋼(非合金結構鋼)的選用原則

建筑工程中主要應用的碳素鋼是Q235號鋼。在非預應力混凝土中，使用最多的一級鋼筋即由Q235號鋼熱軋而成。在鋼結構中，各種型鋼、鋼板和鋼管，主要也是應用Q235號鋼軋制而成的。Q235號鋼之所以普遍應用于建筑中，主要是它的機械強度、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號鋼機械強度低、塑性大，受力后產生變形大。經冷加工和時效處理后可代替Q235號鋼使用。Q275號鋼機械強度高，但塑性較差，以前曾軋制成人字紋鋼筋，用于鋼筋混凝土中。在選用鋼的牌號時，還必須熟悉鋼的質量。質量等級為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。質量好的鋼，成本較高。工程結構的荷載類型、連接方式(焊接或非焊接)及環(huán)境溫度等條件，對鋼材性能有不同的要求，是選用鋼材時必須注意的。

在動荷載、焊接結構或嚴寒低溫條件下工作時，往往限制沸騰鋼的使用。沸騰鋼的限制條件是：(1)直接承受動荷載的焊接結構;(2)直接承受動荷載的非焊接結構，而計算溫度等于或低于-20℃;(3)承受靜荷載及間接動荷載作用，而計算溫度等于或低于-30℃時的焊接結構。因此，質量較差、時效敏感性大、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構工程使用。由于Q235 - D鋼含有足夠的形成細晶粒結構的元素，同時對硫、磷元素控制較嚴格，故其沖擊韌性好，抵抗振動沖擊荷載能力較強，尤其在一定低溫條件下選用更為合理。質量等級為A的鋼，一般僅適用于受靜荷載作用的結構。

2.低合金高強度結構鋼的選用原則

我國生產供應的低合金高強度結構鋼，由于碳含量小于0.02%，因而有較好的韌性、可焊性和冷彎性能。摻人元素錳又能夠使珠光體細化，強度和韌性提高;摻人釩、鈮等元素后，鋼的強度進一步提高;摻人稀土(RE)、銅(Cu)等特定元素可改善鋼的加工性能和提高其耐腐蝕性能。所以，按主要性能和特性分類，稱它為可焊接低合金高強度結構鋼。低合金高強度結構鋼比碳素結構鋼強度高，高強度結構鋼塑性和韌性好，而且抗沖擊、耐低溫、耐腐蝕能力強，并且質量穩(wěn)定。在鋼結構中，常采用低合金高強度結構鋼軋制的型鋼、鋼板和鋼管來建造橋梁、高層建筑及大跨度鋼結構建筑。

3.鋼筋混凝土結構用鋼筋和鋼絲的選用原則

鋼筋混凝土結構用鋼筋和鋼絲，主要是碳素結構鋼和低合金結構鋼的產品。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。

(1)熱軋鋼筋的選用：HPB235級鋼筋是用碳素鋼Q235一B軋制的，宜作非預應力鋼筋;HRB335、HRB400級鋼筋是用普通質量低合金鋼軋制的，適合用作非預應力鋼筋和預應力鋼筋;HRB500級鋼筋是用優(yōu)質合金鋼軋制的，強度高，質量好，適宜用作預應力鋼筋。

(2)冷拔低碳鋼絲的選用：GB 50204—1992規(guī)定，冷拔低碳鋼絲按機械強度分為兩級，乙級為非預應力鋼絲，直徑為3～5mm;甲級為預應力鋼絲，直徑為4mm和5mm，其強度更高。伸長率應不低于1.0%～2.5%?；炷翗嫾S自行拔制的鋼絲，表面不準有銹蝕、傷痕、油污、皂漬和裂紋等外觀缺陷，伸長率不合格者不準用于預應力混凝土構件中。

(3)預應力混凝土用鋼絲及鋼絞線的選用：預應力混凝土用鋼絲及鋼絞線由含碳量較高的優(yōu)質碳素鋼盤條筋，經酸洗、冷拔或者再回火處理而制成，具有強度高、柔性好、無接頭、施工方便、安全可靠等特點，適用于大跨度屋架、吊車梁等大型構件及V形折板配筋。碳素鋼絲按冷拔和矯直回火兩種方式由鋼廠供貨，成本較高。還可以將碳素鋼絲壓制成刻痕鋼絲并經低溫回火后成盤供應，用于預應力混凝土中。

若將7根直徑為2.5～5mm的碳素鋼絲絞捻后，清除內應力，制成鋼絞線，可用于大型屋架、薄腹梁、大跨橋梁等大承載力的后張法預應力重型或大跨混凝土結構中。鋼絞線直徑9～15mm，破壞荷載達220kN，屈服荷載達185kN，其柔性好，無接頭，質量穩(wěn)定。

(4)熱處理鋼筋的選用：熱處理鋼筋強度高，綜合性能好，質量穩(wěn)定，錨固性好，節(jié)省鋼材，主要用于預應力鋼筋混凝土軌枕和其他預應力混凝土構件中。

例題：在動荷載、焊接結構或嚴寒低溫條件下工作時，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：預應力混凝土用鋼絲及鋼絞線的具有( ) 等特點，適用于大跨度屋架、吊車梁等大型構件及V形折板配筋。

（責任編輯：中大編輯）