2019年深圳大学土木工程学院906土木工程结构综合知识一考纲

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一、考试基本要求

　　本考试大纲适用于报考深圳大学土木工程一级学科下设的各二级学科方向学术型硕士研究生入学考试。

　　《土木工程综合知识》是为招收土木工程一级学科各培养方向的硕士研究生而设置的具有选拔功能的水平考试。该科目包括两部分内容：（1）材料力学与结构力学；（2）材料科学与工程概论。考生根据自己未来的专业研究方向，只能从两部分内容中选择其中一个部分（二选一）进行答题。

　　二、材料力学与结构力学

　　《材料力学与结构力学》包含《材料力学》和《结构力学》两门课程，总分150分，每门课程各占75分。要求考生能熟练掌握材料力学与结构力学的基本概念和基本理论，具有分析和处理材料力学基本问题的能力，熟练掌握各种结构的计算原理和方法，并能灵活应用，计算结果正确。

　　（一）考试内容和考试要求

　　1.材料力学概述

　　变形体，各向同性与各向异性弹性体，弹性体受力与变形特征；工程结构与构件，杆件受力与变形的几种主要形式。

　　（1）深入理解并掌握变形体，各向同性与各向异性弹性体等概念；

　　（2）深入理解并掌握弹性体受力与变形特征；

　　（3）了解杆件受力与变形的几种主要形式。

　　2.轴向拉伸与压缩

　　内力、截面法、轴力及轴力图；应力、拉（压）杆内的应力；拉（压）杆的变形、胡克定律；安全因数、许用应力、强度条件；典型材料轴向拉压时材料的力学性能；拉（压）杆内的应变能。

　　（1）深入理解截面法，掌握轴向拉压杆的内力，轴力图，横截面和斜截面上的应力；

　　（2）熟练掌握轴向拉压的应力、变形；

　　（3）理解并掌握轴向拉压的强度计算；

　　（4）了解轴向拉压时材料的力学性能；

　　（5）理解并掌握拉（压）杆内的应变能计算。

　　3.扭转

　　薄壁圆筒的扭转;传动轴的外力偶矩、扭矩及扭矩图;等直圆杆扭转时的应力、强度条件;等直圆杆扭转时的变形、刚度条件;等直圆杆扭转时的应变能。

　　（1）理解并掌握传动轴外力偶矩的计算；

　　（2）理解并掌握薄壁圆筒的扭转；

　　（3）理解并掌握圆轴扭转时横截面的扭矩，扭矩图；

　　（4）熟练掌握等直圆杆扭转时的应力、强度条件；

　　（5）熟练掌握等直圆杆扭转时的变形、刚度条件；

　　（6）理解并掌握等直圆杆扭转时的应变能。

　　4.弯曲应力

　　对称弯曲的概念及梁的计算简图；梁的剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图；平面刚架和曲杆的内力图；梁横截面上的正应力、正应力强度条件；梁横截面上的切应力、切应力强度条件；梁的合理设计。

　　（1）理解并掌握对称弯曲的概念及梁的计算简图；

　　（2）熟练掌握梁的剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图；

　　（3）理解并掌握平面刚架和曲杆的内力图；

　　（4）熟练掌握梁横截面上的正应力、正应力强度条件；

　　（5）理解并掌握梁横截面上的切应力、切应力强度条件；

　　（6）理解并掌握梁的合理设计。

　　5.梁弯曲时的位移

　　梁的位移;挠曲线近似微分方程及其积分;叠加原理计算梁的位移;梁的刚度校核、提高梁的刚度的措施;梁内的弯曲应变能。

　　（1）理解并掌握梁的位移；

　　（2）熟练掌握挠曲线近似微分方程及其积分；

　　（3）理解并掌握叠加原理计算梁的位移；

　　（4）理解并掌握梁的刚度校核、提高梁的刚度的措施；

　　（5）理解并掌握梁内的弯曲应变能。

　　6.简单的超静定问题

　　超静定问题及其解法;拉压超静定问题;扭转超静定问题;简单超静定梁。

　　（1）理解并掌握超静定问题及其解法；

　　（2）熟练掌握拉压超静定问题；

　　（3）熟练掌握扭转超静定问题；

　　（4）熟练掌握简单超静定梁。

　　7.截面几何性质

　　静矩、形心、惯性矩、惯性半径、惯性积，简单截面惯性矩和惯性积计算；转轴和平行移轴公式；转轴公式、形心主轴和形心主惯性矩；组合截面的惯性矩和惯性积计算。

　　（1）理解并掌握静矩、形心、惯性矩、惯性半径、惯性积，简单截面惯性矩和惯性积计算；

　　（2）熟练掌握转轴和平行移轴公式；

　　（3）熟练掌握转轴公式、形心主轴和形心主惯性矩；

　　（4）熟练掌握组合截面的惯性矩和惯性积计算。

　　8.应力状态和强度理论

　　平面应力状态的应力分析、主应力;空间应力状态的概念;空间应力状态下的应变能密度;强度理论及其相当应力;各种强度理论的应用;应力状态和强度理论。

　　（1）熟练掌握平面应力状态的应力分析、主应力；

　　（2）理解并掌握空间应力状态的概念；

　　（3）理解并掌握空间应力状态下的应变能密度；

　　（4）理解并掌握强度理论及其相当应力；

　　（5）熟练掌握各种强度理论的应用。

　　9.组合变形

　　两相互垂直平面内的弯曲;拉伸（压缩）与弯曲;扭转与弯曲;连接件的实用计算法;

　　（1）理解并掌握组合变形和叠加原理；

　　（2）熟练掌握拉压与弯曲组合变形杆的应力和强度计算；

　　（3）熟练掌握斜弯曲问题的概念和求解；

　　（4）熟练掌握偏心压缩问题的概念和求解；

　　（5）熟练掌握扭转与弯曲组合变形下，圆轴的应力和强度计算；

　　（6）理解并掌握组合变形的普遍情况。

　　（7）理解并掌握螺栓和铆钉连接的实用计算法。

　　10.压杆稳定

　　压杆稳定性的概念;细长中心受压直杆临界力的欧拉公式;不同杆端约束下细长压杆临界力的欧拉公式、压杆的长度因素;欧拉公式的应用范围、临界应力总图;实际压杆的稳定因素;压杆的稳定计算、压杆的合理截面。

　　（1）理解并掌握压杆稳定的概念；

　　（2）理解并掌握常见约束下细长压杆的临界压力、欧拉公式；

　　（3）理解并掌握压杆临界应力以及临界应力总图；

　　（4）熟练掌握压杆失效与稳定性设计准则，压杆失效的不同类型，压杆稳定计算；

　　（5）掌握中柔度杆临界应力的经验公式；

　　（6）了解提高压杆稳定的措施。

　　11.能量方法

　　杆件变形能的计算；卡氏第一定理、余能定理、卡氏第二定理；用能量法求解超静定问题。

　　（1）熟练掌握杆件应变能、余能的计算；

　　（2）理解并掌握卡氏第一定理、余能定理、卡氏第二定理；

　　（3）掌握用能量方法解超静定问题。

　　12．平面体系的几何构造分析

　　平面体系几何不变的必要条件；平面体系几何构造分析；体系的几何构造与静定性。

　　（1）理解自由度、约束、计算自由度等概念，掌握平面体系几何不变的必要条件。

　　（2）熟练掌握平面几何不变体系的基本组成规则，并能灵活应用，进行平面体系的几何构造分析。

　　（3）掌握体系的几何构造与静定性的联系。

　　13．静定结构

　　静定梁和静定平面刚架；静定平面桁架；组合结构；静定结构的一般性质。

　　（1）熟练掌握静定梁和静定平面刚架弯矩图的绘制方法。

　　（2）掌握静定平面桁架的内力计算方法，包括结点法、截面法以及两者的联合应用。了解杆件替代法的原理，能够准确识别桁架的零杆。

　　（3）能够准确判断组合结构中杆件的受力特点，掌握其受力分析的基本原理。

　　（4）理解静定结构的基本静力特征，并能加以灵活应用。

　　14．静定结构的影响线

　　静力法作影响线；机动法作影响线；联合法作影响线；影响线的应用；简支梁的内力包络图和绝对弯矩。

　　（1）理解影响线的概念，掌握静力法作影响线的基本原理。

　　（2）熟练掌握机动法作影响线的基本原理，并能解决各种实际问题。

　　（3）能够联合运用机动法和静力法绘制复杂静定结构的影响线。

　　（4）能够运用影响线确定最不利荷载位置，以及指定截面的内力。

　　（5）了解简支梁内力包络图的绘制方法，以及绝对弯矩的概念。

　　15．结构位移计算

　　变形体的虚功原理；结构位移计算的一般公式;静定结构在荷载作用下的位移计算；图乘法；静定结构在非荷载作用下的位移计算；线弹性体系的互等定理。

　　（1）了解变形体的虚功原理和虚功方程。

　　（2）了解结构位移计算公式的基本原理，掌握单位荷载的确定方法。

　　（3）理解不同类型结构在荷载作用下位移的简化计算公式。

　　（4）熟练应用图乘法求解静定梁和刚架在荷载作用下的位移。

　　（5）掌握静定结构在温度变化、支座位移等因素作用下位移的计算方法。

　　（6）理解线弹性体系的各种互等定理。

　　16．力法

　　超静定次数与力法基本结构；力法方程；力法解超静定结构；对称结构；支座位移作用下超静定结构的计算；超静定结构的位移计算。

　　（1）掌握超静定次数的确定方法，选取合理的基本结构。

　　（2）理解力法方程的基本原理。

　　（3）熟练应用力法求解超静定结构。

　　（4）熟练掌握结构对称性的判定，并利用对称性简化结构的受力分析。

　　（5）掌握超静定结构在支座位移、温度变化等作用下的受力分析方法。

　　（6）理解超静定结构的位移计算原理。

　　17．位移法

　　位移法的基本未知量和基本结构；等截面直杆的转角位移方程；位移法方程；荷载、支座位移作用下超静定结构的计算；对称结构。

　　（1）熟练掌握位移法基本未知量的确定方法，并建立相应的基本结构。

　　（2）熟练掌握三类等截面直杆的转角位移方程。

　　（3）理解位移法方程的基本原理。

　　（4）熟练应用位移法求解荷载、支座位移等因素作用下的超静定结构，包括具有复杂牵连位移的刚架和有剪力静定杆的刚架。

　　（5）能够结合对称性和位移法求解对称结构。

　　18．矩阵位移法

　　矩阵位移法的基本原理；单元刚度矩阵；直接刚度法(后处理法)；直接刚度法(先处理法)；等效节点荷载。

　　（1）了解矩阵位移法的基本原理，掌握其分析的基本步骤以及单元划分方法。

　　（2）熟练掌握梁单元在局部坐标系下单元刚度矩阵各组成元素的物理含义及其求解方法，了解结构坐标系与局部坐标系下单元刚度矩阵的坐标转换关系。

　　（3）能够确定单元刚度矩阵元素在总刚矩阵中的下标，建立总刚方程，并引入位移边界条件。

　　（4）理解先处理法的基本原理。

　　（5）了解结间荷载相应的等效结点荷载的计算方法。

　　19．超静定结构的实用计算方法

　　弯矩分配法；剪力分配法；超静定结构的影响线。

　　（1）掌握弯矩分配法的适用条件，并能熟练应用弯矩分配法求解超静定结构。

　　（2）了解剪力分配法的适用条件及其基本原理。

　　（3）了解超静定结构影响线的绘制方法。

　　20．结构动力学

　　体系振动的自由度；单自由度体系运动方程的建立；单自由度体系的自由振动；单自由度体系的强迫振动；多自由度体系的自由振动；振型的正交性；多自由度体系的强迫振动；近似法求自振频率。

　　（1）能够准确判断体系的自由度数。

　　（2）熟练应用柔度法建立静定结构的运动方程，了解刚度法和虚功法建立体系运动方程的基本原理。

　　（3）掌握单自由度体系动力特性的求解方法。

　　（4）熟练掌握单自由度体系在简谐荷载作用下动力响应的求解方法，了解其在一般动力荷载和支承动力作用下动力响应的求解原理。

　　（5）熟练应用柔度法建立多自由度体系的运动方程，并求解其动力特性。

　　（6）了解振型正交性的含义。

　　（7）熟练掌握多自由度体系在简谐荷载作用下动力响应的求解方法，了解应用振型叠加法求解多自由度体系在任意动力荷载作用下的动力响应。

　　（8）了解体系前若干阶自振频率的近似求解方法。

　　（二）考试基本题型

　　主要题型有：选择题和计算题。试卷满分为150分，《材料力学》和《结构力学》各占75分。

　　三、材料科学与工程概论

　　《材料科学与工程概论》水平考试的主要目的是测试考生对土木工程中常用的各种材料的组成、结构、性能及应用等各项内容的掌握程度。要求考生准确理解材料的微观－宏观的基本概念和基本理论，掌握各种材料的组成与结构的关系。

　　（一）考试内容和考试要求

　　1．绪论

　　了解元素、物质、材料的基本概念；材料科学与工程基本要素

　　2．材料的微观世界

　　（1）了解固体原子间相互作用和材料分类，元素周期表及电负性，原子结合能与结合力

　　（2）了解材料的化学键及材料分类，固体中的原子排列及晶体结构、晶体缺陷

　　（3）掌握相与组织，相的分类，相图分析

　　（4）了解材料中导体、半导体和绝缘体的概念

　　3．材料的组织结构与性能的关系

　　（1）掌握不同材料在承载时的变化规律

　　（2）掌握功能材料在微观结构与性能之间的关系

　　4．材料工艺

　　（1）了解材料工艺的经济性、稳定性和环境兼容性

　　（2）掌握典型材料的生产工艺和加工工艺

　　（3）了解材料工艺性能的表征

　　（4）了解新工艺新技术

　　5．材料的失效分析与选材原则

　　（1）了解失效分析及其重要性

　　（2）了解选材原则与方法

　　（3）掌握材料的失效分析

　　（4）了解金属失效的预防

　　（二）考试基本题型

　　主要题型有：选择题、是非题、简答题和计算题；试卷满分为150分。