電力工程技術基礎

電力工程技術根底知識第一部分建筑資料一、建筑資料概述〔一〕定義從廣義上講，建筑資料是建筑工程中一切資料的總稱。它不僅包括構(gòu)成建筑物的資料，還包括在建筑施工中運用和耗費的資料。構(gòu)成資料：混凝土、砂漿、水泥、鋼筋、磚等；運用耗費資料：腳手架、鋼模板、平安防護網(wǎng)等。〔二〕分類1.按化學成分分非金屬資料：無機非金屬資料〔水泥、砂石等〕和有機非金屬資料〔瀝青、木材、各種塑料及制品〕。金屬資料：黑色金屬〔鋼、鐵、鉻、錳及其合金〕、有色金屬〔銅、鋁、鋅、鉛及其合金〕。復合資料：普通混凝土、鋼筋混凝土等。2.按運用功能分構(gòu)造資料：構(gòu)成建筑物受力構(gòu)建所用的資料，如梁、板、柱等。圍護資料：用于建筑物圍護構(gòu)造的資料，如門、窗、墻體等。除了要有較好的強度和耐久性，還要符合節(jié)能要求。功能資料：擔負某些功能的非承重資料，如防水資料、裝飾資料、絕熱資料、吸聲隔聲資料、密封資料等?！踩抽_展方向1.傳統(tǒng)建筑資料的性能向輕質(zhì)、高強、多功能的方向開展。2.化學建材將大規(guī)模運用于建筑工程中。主要包括建筑塑料、建筑涂料〔納米技術高檔墻體涂料〕、防水資料、絕熱資料、特種陶瓷、建筑膠黏劑等。優(yōu)點：可以替代部分鋼材、木材，有較好的裝飾性。3.從運用單體資料向運用復合資料開展把金屬資料和高分子復合資料結(jié)合在一同的復合資料。如輕質(zhì)混凝土、高強度合金資料、纖維混凝土、聚合物混凝土等。4.綠色建筑資料將大量消費和運用綠色建材又稱生態(tài)建材、環(huán)保建材、安康建材。是資料科學和工程研討開展的必然趨勢。主要表達在：①原資料盡能夠少用天然資源，盡量運用工業(yè)廢料、廢渣、廢液；②消費采用低能耗、無污染的制造工藝和技術；③在原資料配置和消費過程中，不運用有害和有毒物質(zhì)；④資料在運用終了和廢棄后，再生利用率高或者在自然界中可以自然降解，不構(gòu)成對環(huán)境有害的物質(zhì)?！菜摹辰ㄖY料的規(guī)范化產(chǎn)品規(guī)范化是現(xiàn)代工業(yè)開展的產(chǎn)物，是組織現(xiàn)代化大消費的主要手段，也是科學管理的主要組成部分。主要內(nèi)容有：1.建材工業(yè)企業(yè)必需嚴厲按照技術規(guī)范進展設計、消費，以確保產(chǎn)質(zhì)量量，消費出合格的產(chǎn)品；2.運用者必需按照技術規(guī)范選擇、運用合格的資料，使設計、施工規(guī)范化，以確保工程質(zhì)量，加快施工進度，降低工程造價；3.供需雙方必需按照技術規(guī)范進展資料驗收，確保雙方的利益。規(guī)范的種類：按約束性分強迫性規(guī)范、引薦性規(guī)范；按對象分技術規(guī)范、管理規(guī)范、任務規(guī)范；按外在形狀分圖表規(guī)范、實物規(guī)范、規(guī)范的級別：分國家規(guī)范、行業(yè)規(guī)范、地方規(guī)范、企業(yè)規(guī)范四個級別。各級規(guī)范均有相應的編號，由規(guī)范稱號、規(guī)范代號、發(fā)布順序和發(fā)布年號組成。例如：<硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥>GB175—1999規(guī)范稱號：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥規(guī)范代號：GB發(fā)布順序號：175發(fā)布年號：1999年各級規(guī)范相應代號：GB——國家規(guī)范GBJ——建筑工程國家規(guī)范GB/T——國家引薦規(guī)范JGJ——建立部建筑工程規(guī)范YB——冶金部行業(yè)規(guī)范JT——交通部行業(yè)規(guī)范LY——林業(yè)部行業(yè)規(guī)范JC——建立部建筑資料規(guī)范DB——地方規(guī)范QB——企業(yè)規(guī)范二、膠凝資料——水泥水泥屬于無機水硬性膠凝資料。水泥按性能和用途分為通用水泥、公用水泥〔砌筑水泥、大壩水泥道路水泥等〕和特性水泥〔某種特性比較突出的水泥，如快硬硅酸鹽水泥等〕，后兩種又稱為特種水泥。下面引見在工程中運用最為廣泛的硅酸鹽水泥、膨脹水泥。〔一〕硅酸鹽水泥硅酸鹽系列水泥的主要水硬性物質(zhì)為硅酸鈣，稱號中均有“硅酸鹽〞三個字。石灰石、黏土、鐵礦粉生料熟料，加石膏、混合資料硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥的的特性和適用范圍1、主要特性優(yōu)點:強度等級高快硬、早強抗凍性好，耐磨性和不透水性強缺點:水化熱高耐熱性較差耐蝕性較差2、適用范圍適用于：配置高強混凝土消費預制構(gòu)件道路、低溫下施工的工程不適用于：大體積混凝土地下工程受化學侵蝕的工程〔二〕膨脹水泥普通水泥在結(jié)硬時體積會收縮，產(chǎn)生微裂痕，對混凝土的強度和整體性不利。膨脹水泥在硬化過程中能產(chǎn)生一定的體積膨脹，適用于配置收縮補償混凝土，用于構(gòu)件的接縫及管道接頭、混凝土構(gòu)造的加固和維修；防滲堵漏工程、機器底座及地腳螺絲的固定等。三、構(gòu)造資料〔一〕普通混凝土1.主要特點優(yōu)點：①原料豐富，本錢低廉；②具有良好的可塑性；③抗壓強度高；④與鋼筋有結(jié)實的黏結(jié)力，與鋼筋有根本一樣的線膨脹系數(shù)；⑤具有良好的耐久性；⑥消費能耗低，維修費用少；⑦充分利用工業(yè)廢料〔粉煤灰、磨細礦渣粉〕，有利于環(huán)境維護；⑧耐火性好。缺陷：自艱苦，抗拉強度低，脆性、易裂痕，消費周期長，視覺和觸覺性能差。這些缺陷使混凝土的運用遭到限制。2.混凝土外加劑混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的用以改善混凝土性能的物質(zhì)。其摻量不大于水泥質(zhì)量的5%〔特殊情況除外〕。外加劑通常有減水劑、早強劑、緩凝劑、速凝劑、引氣劑、膨脹劑、防凍劑、阻銹劑、防水劑等等。主要功能：①改善混凝土拌合物和易性；②提供混凝土的強度和耐久性；③節(jié)約水泥；④調(diào)理混凝土的凝結(jié)硬化速度；⑤改善混凝土的毛細孔構(gòu)造；⑥提高混凝土與鋼筋的握裹力；⑦調(diào)理混凝土的含氣量；⑧阻止鋼筋銹蝕；⑨降低水泥初期水化熱；⑩提高骨料與水泥石界面的黏結(jié)力。3.主要技術性能〔1〕和易性是指混凝土拌合物在施工過程中能否堅持其成分均勻，不發(fā)生離析、泌水景象的性能。和易性是一項綜合性目的，包括流動性、黏〔粘〕聚性和保水性。流動性：指混凝土拌合物在自重或機械振搗作用下，能流動并均勻密實填滿模板的性能。流動性的大小，反映混凝土拌合物的稀稠，直接影響澆搗施工的難易和混凝土的質(zhì)量。黏聚性：指混凝土拌合物內(nèi)組分之間具有一定的內(nèi)聚力，在運輸和澆注過程中不致發(fā)生分層剝離景象，是混凝土堅持主題均勻的性能。保水性：指混凝土拌合物具有一定的堅持內(nèi)部水分的才干，在施工中不致發(fā)生嚴重的泌水景象。三者相互關聯(lián)又相互矛盾，流動性大，往往黏聚性和保水性差，反之亦然。和易性的評定通常用塌落度來測定?！?〕強度主要有抗壓、抗拉、抗彎、抗剪等強度。其中抗壓強度最高，因此在構(gòu)造中主要用于受壓。立方體抗壓強度：邊長為150mm的立方體試塊經(jīng)過28天規(guī)范養(yǎng)護，試壓后得到的抗壓強度規(guī)范值〔N/mm2〕。混凝土強度等級:按立方體抗壓強度規(guī)范值劃分，用字母“C〞表示，從C10-C80共15個強度等級?！捕辰ㄖ皾{1.砌筑砂漿：主要是混合砂漿2.普通抹面砂漿：水泥砂漿、混合砂漿、石灰砂漿、水泥麻刀砂漿〔三〕建筑鋼材建筑鋼材是指以鐵元素為主要元素，含碳量普通在2%以下，并含有其他元素的資料。主要有用于鋼構(gòu)造的各種型鋼、鋼板和用于鋼筋混凝土構(gòu)造中的各種鋼筋、鋼絲、鋼絞線。1.鋼材的分類按脫氧程度分類①沸騰鋼：僅用弱脫氧劑錳鐵進展脫氧，鑄錠時有大量氣泡外逸，狀似沸騰而得名。其組織不夠嚴密，有氣泡夾雜，質(zhì)量較差，但廢品率高，本錢低。②鎮(zhèn)靜鋼：用必要數(shù)量的硅、錳和鋁等脫氧劑進展徹底脫氧。脫氧充分，鑄錠時鋼程度靜凝固而得名。其組織致密性能穩(wěn)定，是質(zhì)量較好的鋼種。③半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度、質(zhì)量及本錢均介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間。④特殊鎮(zhèn)靜鋼：質(zhì)量、本錢和性能均高于鎮(zhèn)靜鋼。建筑工程中，主要運用沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)靜鋼。2.建筑鋼材的規(guī)范碳素構(gòu)造鋼的牌號表示方法：由代表屈服點的字母Q、屈服點的數(shù)值、質(zhì)量等級符號〔按雜質(zhì)含量多少分為A、B、C、D四個等級〕、脫氧方法四部分按順序組成。例如:Q235–AF,表示屈服強度為235MPa的A級沸騰鋼。Q235-B表示屈服強度為235MPa的B級鎮(zhèn)靜鋼.對于特殊鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)靜鋼，鋼的牌號予以省略。Q235是建筑工程中最常用的碳素構(gòu)造鋼牌號，它具有較高的強度，又具有較好的塑性、韌性和可焊性。四、建筑功能資料〔一〕防水資料防水資料是用于防止建筑物滲漏的一大類資料，廣泛用于建筑物的屋面、地下室及水利、地鐵、隧道等工程。按形狀和功能可分為防水卷材、防水涂料、防水密封資料剛性防水資料。按其組成可分為瀝青基防水資料、改性瀝青防水資料和合成高分子防水資料。瀝青基防水資料是傳統(tǒng)的建筑防水資料，通常用于防水等級不太高的工程，主要種類有瀝青防水卷材〔石油瀝青油氈、油紙、石油瀝青玻璃纖維布胎油氈等〕、瀝青防水涂料〔冷底子油、瀝青膠等〕。高聚物改性瀝青防水資料常用的有SBS改性瀝青防水資料、APP改性瀝青防水材料、橡膠基防水資料等。合成高分子防水資料主要有三元乙丙橡膠防水卷材、PVC防水卷材、聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料等。高聚物改性瀝青防水資料和合成高分子防水資料因其具有較高的低溫彈性和塑性，高溫穩(wěn)定性和抗老化性，綜合防水性能好，是目前建筑工程中推行運用的新型防水資料，普通用于防水要求較高的工程中。〔二〕裝飾資料包括地面、墻體、內(nèi)墻、頂棚等?！踩辰^熱資料熱導率低于0.175W/〔m·K〕的資料成為絕熱資料。絕熱資料應特別留意防潮。常用的絕熱資料有巖棉、礦棉及制品，膨脹珍珠巖及制品，膨脹蛭石及制品，泡沫塑料等。料、橡膠基防水資料等。合成高分子防水資料主要有三元乙丙橡膠防水卷材、PVC防水卷材、聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料等。高聚物改性瀝青防水資料和合成高分子防水資料因其具有較高的低溫彈性和塑性，高溫穩(wěn)定性和抗老化性，綜合防水性能好，是目前建筑工程中推行運用的新型防水資料，普通用于防水要求較高的工程中?！捕逞b飾資料包括地面、墻體、內(nèi)墻、頂棚等?！踩辰^熱資料熱導率低于0.175W/〔m·K〕的資料成為絕熱資料。絕熱資料應特別留意防潮。常用的絕熱資料有巖棉、礦棉及制品，膨脹珍珠巖及制品，膨脹蛭石及制品，泡沫塑料等。第二部分力學與構(gòu)造根底知識一、力學的根底知識〔一〕概述建筑物在運用中會遭到各種力的作用，如外墻上的風力，屋頂上的積雪，樓板上的人群，設備分量以及各部分構(gòu)件本身的分量，這些作用在建筑物上的力，工程上稱為荷載。在建造之前，設計人員將對它的一切構(gòu)件進展一一分析，構(gòu)件的尺寸大小，所用資料、陳列位置等都要經(jīng)過構(gòu)造來計算、確定?！捕踌o力學的根底知識1.力力是物體之間的相互作用，這種作用的效果會使物體的運動形狀發(fā)生變化，或者使物體發(fā)生變形。2.約束和約束反力約束：妨礙物體運動的限制物稱為該物體的約束。約束反力：當物體沿著約束所能限制的方向有運動或運動的趨勢時，約束對該物體必然有力的作用，該力就稱為約束反力。支座反力：支座約束產(chǎn)生的反力。3.常見的支座〔1〕固定絞支座〔2〕可動絞支座〔3〕固頂端絞支座4.力矩與力偶〔1〕力矩力的大小與力的作用線到轉(zhuǎn)動中心的間隔的乘積。FOdM＝±F·d，其中順時針方向為負，逆時針方向為正。〔2〕力偶兩個等值、反向、不共線的平行力組成的力系稱為力偶。組成力偶的兩個力作用線間的垂直間隔稱為力偶臂。FM＝±F·dF力偶在生活中有很多運用：擰水龍頭、擰鑰匙、汽車方向盤等。5.平衡條件〔1〕當物體處于平衡形狀時，平面匯交力系的合力為零。即∑X=0(程度方向的合力為零),∑Y=0〔豎直方向的合力為零〕〔2〕當物體處于平衡形狀時，各力偶的代數(shù)和為零。即∑M=0例：另見資料。

〔四〕靜定構(gòu)造內(nèi)力分析1.內(nèi)力的產(chǎn)生外力對物體施加作用，在物體內(nèi)會產(chǎn)生對抗力，這種抗力稱為內(nèi)力。2.構(gòu)造內(nèi)力—軸力、剪力、彎矩軸力—軸向拉伸或緊縮時的內(nèi)力剪力—平行于橫截面的內(nèi)力彎矩—作用面與橫截面向垂直的內(nèi)力偶矩。平面彎曲—外力作用在對稱面內(nèi)的彎曲。3.內(nèi)力的計算常見的單跨靜定梁有以下三種方式：〔1〕懸臂梁〔2〕簡支梁

〔3〕外伸梁4.內(nèi)力圖舉例闡明常見的靜定梁的剪力圖、彎矩圖。〔五〕桿件的強度以桿件的軸向受壓為例，其橫截面上的應力等于δ=N/A〔N/mm2〕δ—橫截面上的壓應力；N—桿件接受的軸向壓力；A—桿件橫截面面積。利用強度公式，可以處理工程中有關桿件強度的三類問題：1.強度校核δ=N/A≦[δ]2.設計截面尺寸A≧N/δ3.設計答應荷載N≦[δ]·A二、鋼筋混凝土構(gòu)造根本知識〔一〕建筑構(gòu)造的荷載永久荷載：亦稱為恒載。指在構(gòu)造運用期間，其值不隨時間變化而變化，或其變化幅度與平均值相比可以忽略不計的荷載。如構(gòu)造的自重、土壓力、預加應力等。普通用字母G表示?？勺兒奢d：亦稱為活載。指在構(gòu)造運用期間，其值隨時間變化，且變化幅度與平均值相比不可忽略的荷載。如樓面荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載等。普通用字母Q表示。偶爾荷載：指在構(gòu)造運用期間不一定出現(xiàn)，但它一旦出現(xiàn)，其數(shù)值很大且繼續(xù)時間很短的荷載。如地震、爆炸、撞擊等?！捕沉旱氖芰η闆r分析〔另見圖〕〔三〕梁內(nèi)鋼筋布置〔另見圖〕〔四〕鋼筋混凝土構(gòu)造設計的步驟確定構(gòu)造方案確定荷載根據(jù)構(gòu)造方案和荷載，進展構(gòu)造分析，計算內(nèi)力根據(jù)構(gòu)造內(nèi)力，設計截面尺寸進展構(gòu)造處置，繪制施工圖第三部分土力學與地基根底根本知識一、土的三相組成及根本物理目的〔一〕土的組成土普通由礦物顆粒〔固相〕、水〔液相〕和空氣〔氣相〕組成?？紫锻耆凰湟鐣r為飽和土，孔隙完全被空氣充溢時為干土。〔二〕土的根本物理目的三項根本物理性目的表示土的三項組成比例關系的目的，稱為土的三項比例目的。

此三項根本物理性目的，由實驗室直接測定其數(shù)值。

土的天然重度

：土的天然密度與重力加速度的乘積。即天然形狀下土的重力密度。

土粒相對密度

：土粒質(zhì)量與同體積的4℃時水的質(zhì)量之比。土的天然含水量：土中水的質(zhì)量和土粒的質(zhì)量之比?！踩撤从惩恋乃擅艹潭鹊哪康耐恋目紫侗?/p>

：土中孔隙與固體的體積比。

土的孔隙度

：土中孔隙占總體積的百分比，表示孔隙大小的程度。〔四〕土的工程分類1.巖石：建筑地基的巖石是根據(jù)其鞏固性和風化程度進展分類的。按鞏固性分為硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石，按風化程度分微風化、中風化和強風化。2.碎石土：粒徑大于2mm的顆粒含量超越全重50%的土。3.砂土：粒徑大于2mm的顆粒含量不超越50%，及粒徑

大于0.075mm的顆粒超越全重的50%的土。4.粉土：塑性指數(shù)小于等于10及粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超越全重50%的土。5.粘性土：塑性指數(shù)大于10的土。粘性土分布廣泛，是最常見的一種土。塑性指數(shù)——土的液限與塑限之差值；液限——土由流動形狀轉(zhuǎn)入可塑形狀的界限含水量，是土的塑性上限，稱為液性界限，簡稱液限；塑限——土由可塑形狀轉(zhuǎn)為半固體形狀時的界限含水量為塑性下限，稱為塑性界限，簡稱塑限；6.人工填土：指由于人類活動而堆填的土?！参濉炒嗳醯鼗奶幹脡簩崳禾岣咄恋拿軐嵍?。換土：即挖去脆弱土而填以好土。普通填砂、碎石、素土以提高地基的承載才干。工程上運用最多的砂墊層，由于砂墊層透水性大，脆弱土中的水分可以滲至砂層而排出，從而加速脆弱土的固結(jié)。擠密：在脆弱地基中先用鋼管成孔，然后在孔內(nèi)填砂、土、石灰等資料，分層搗實成樁。鋼管進入土中時，孔內(nèi)土體擠入周圍土中，使周圍土擠密，類似混凝土沉管灌注樁。排水固結(jié)化學加固：利用一定的壓力將化學溶液或膠結(jié)劑經(jīng)過鉆桿注入土中，將土粒膠結(jié)起來的地基加固方法。〔六〕常見的根底類型淺根底剛性根底：主要有磚根底、毛石根底、混凝土根底等。擴展根底：系指柱下鋼筋混凝土獨立根底和墻下條形根底。這種根底整體性好，抗彎強度大，在設計根底中廣泛運用。柱下條形根底：地基較脆弱時，為柱基之間產(chǎn)生防止不均勻沉降時采用。柱下十字交叉根底筏板根底：在十字交叉根底下用根底底板將之連成一片。箱形根底：假設地基土特別脆弱，荷載又很大時，可做成由鋼筋混凝土整片底板、頂板和鋼筋混凝土縱、橫墻組成的箱形根底。殼體根底:：主要用作煙囪、水塔、貯倉等構(gòu)筑物根底。樁根底當?shù)鼗辽喜繛榇嗳跬翆?，而上部建筑物的荷載又很大，淺根底往往不能滿足要求。這時可利用地基下部較鞏固的土層作為根底的持力層而設計成深根底。樁根底那么是一種最常見的深根底。樁根底由承臺和樁身兩部分組成。按受力性能分：端承樁：樁穿過極脆弱的土層，使樁尖直接支承在鞏固的土層或巖土上，樁上的荷載由樁尖接受。這類樁適用于脆弱土深處有堅實土層的情況。摩擦樁：樁經(jīng)過脆弱土層而支承在較鞏固的土層上，樁上的荷載主要由樁身與樁側(cè)土之間的摩擦力承當。此類樁適用于脆弱土較深的情況。復習資料一、單項選擇題1.不適用于大體積混凝土中的水泥為〔〕。A.普通硅酸鹽水泥B.礦渣硅酸鹽水泥C.火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥D.粉煤灰硅酸鹽水泥2.混凝土的強度等級是按立方米〔〕強度來劃分的。A.抗壓強度B.抗拉強度C.抗剪強度D.抗扭強度3.粒徑大于2mm的顆粒不超越總質(zhì)量的50%，而粒徑大于0.075mm的顆粒超越總質(zhì)量50%的土，稱為〔〕A.碎石土B.砂土C.粉土D.粘性土4.建筑工程中主要運用的碳素鋼是〔〕號鋼。A.Q215B.Q255C.Q195D.Q2355.受均布荷載的簡支梁，長度為L，剪力最大的截面為〔〕。A．跨中截面B．支座截面

C．離支座1／3的