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2017年深圳大學土木工程結構綜合知識一考研初試大綱

考試科目代碼及名稱：908土木工程結構綜合知識一

一、考試基本要求

本考試大綱適用于報考深圳大學土木工程一級學科下設的各二級學科方向學術型碩士研究生入學考試。

《土木工程綜合知識》是為招收土木工程一級學科各培養方向的碩士研究生而設置的具有選拔功能的水平考試。該科目包括兩部分內容：（1）材料力學與結構力學；（2）材料科學與工程概論�？忌鶕约何磥淼膶I研究方向，只能從兩部分內容中選擇其中一個部分（二選一）進行答題。

二、材料力學與結構力學

《材料力學與結構力學》包含《材料力學》和《結構力學》兩門課程，總分150分，每門課程各占75分。要求考生能熟練掌握材料力學與結構力學的基本概念和基本理論，具有分析和處理材料力學基本問題的能力，熟練掌握各種結構的計算原理和方法，并能靈活應用，計算結果正確。

（一）考試內容和考試要求

1.材料力學概述
變形體，各向同性與各向異性彈性體，彈性體受力與變形特征；工程結構與構件，桿件受力與變形的幾種主要形式。
（1）深入理解并掌握變形體，各向同性與各向異性彈性體等概念；
（2）深入理解并掌握彈性體受力與變形特征；
（3）了解桿件受力與變形的幾種主要形式。

2.軸向拉伸與壓縮
內力、截面法、軸力及軸力圖；應力、拉（壓）桿內的應力；拉（壓）桿的變形、胡克定律；安全因數、許用應力、強度條件；典型材料軸向拉壓時材料的力學性能；拉（壓）桿內的應變能。
（1）深入理解截面法，掌握軸向拉壓桿的內力，軸力圖，橫截面和斜截面上的應力；
（2）熟練掌握軸向拉壓的應力、變形；
（3）理解并掌握軸向拉壓的強度計算；
（4）了解軸向拉壓時材料的力學性能；
（5）理解并掌握拉（壓）桿內的應變能計算。

3.扭轉
薄壁圓筒的扭轉;傳動軸的外力偶矩、扭矩及扭矩圖;等直圓桿扭轉時的應力、強度條件;等直圓桿扭轉時的變形、剛度條件;等直圓桿扭轉時的應變能。
（1）理解并掌握傳動軸外力偶矩的計算；
（2）理解并掌握薄壁圓筒的扭轉；
（3）理解并掌握圓軸扭轉時橫截面的扭矩，扭矩圖；
（4）熟練掌握等直圓桿扭轉時的應力、強度條件；
（5）熟練掌握等直圓桿扭轉時的變形、剛度條件；
（6）理解并掌握等直圓桿扭轉時的應變能。

4.彎曲應力
對稱彎曲的概念及梁的計算簡圖；梁的剪力方程和彎矩方程、剪力圖和彎矩圖；平面剛架和曲桿的內力圖；梁橫截面上的正應力、正應力強度條件；梁橫截面上的切應力、切應力強度條件；梁的合理設計。
（1）理解并掌握對稱彎曲的概念及梁的計算簡圖；
（2）熟練掌握梁的剪力方程和彎矩方程、剪力圖和彎矩圖；
（3）理解并掌握平面剛架和曲桿的內力圖；
（4）熟練掌握梁橫截面上的正應力、正應力強度條件；
（5）理解并掌握梁橫截面上的切應力、切應力強度條件；
（6）理解并掌握梁的合理設計。

5.梁彎曲時的位移
梁的位移;撓曲線近似微分方程及其積分;疊加原理計算梁的位移;梁的剛度校核、提高梁的剛度的措施;梁內的彎曲應變能。
（1）理解并掌握梁的位移；
（2）熟練掌握撓曲線近似微分方程及其積分；
（3）理解并掌握疊加原理計算梁的位移；
（4）理解并掌握梁的剛度校核、提高梁的剛度的措施；
（5）理解并掌握梁內的彎曲應變能。

6.簡單的超靜定問題
超靜定問題及其解法;拉壓超靜定問題;扭轉超靜定問題;簡單超靜定梁。
（1）理解并掌握超靜定問題及其解法；
（2）熟練掌握拉壓超靜定問題；
（3）熟練掌握扭轉超靜定問題；
（4）熟練掌握簡單超靜定梁。

7.截面幾何性質
　靜矩、形心、慣性矩、慣性半徑、慣性積，簡單截面慣性矩和慣性積計算；轉軸和平行移軸公式；轉軸公式、形心主軸和形心主慣性矩；組合截面的慣性矩和慣性積計算。
（1）理解并掌握靜矩、形心、慣性矩、慣性半徑、慣性積，簡單截面慣性矩和慣性積計算；
（2）熟練掌握轉軸和平行移軸公式；
（3）熟練掌握轉軸公式、形心主軸和形心主慣性矩；
（4）熟練掌握組合截面的慣性矩和慣性積計算。

8.應力狀態和強度理論
平面應力狀態的應力分析、主應力;空間應力狀態的概念;空間應力狀態下的應變能密度;強度理論及其相當應力;各種強度理論的應用;應力狀態和強度理論。
（1）熟練掌握平面應力狀態的應力分析、主應力；
（2）理解并掌握空間應力狀態的概念；
（3）理解并掌握空間應力狀態下的應變能密度；
（4）理解并掌握強度理論及其相當應力；
（5）熟練掌握各種強度理論的應用。

9.組合變形
兩相互垂直平面內的彎曲;拉伸（壓縮）與彎曲;扭轉與彎曲;連接件的實用計算法;
（1）理解并掌握組合變形和疊加原理；
（2）熟練掌握拉壓與彎曲組合變形桿的應力和強度計算；
（3）熟練掌握斜彎曲問題的概念和求解；
（4）熟練掌握偏心壓縮問題的概念和求解；
（5）熟練掌握扭轉與彎曲組合變形下，圓軸的應力和強度計算；
（6）理解并掌握組合變形的普遍情況。
（7）理解并掌握螺栓和鉚釘連接的實用計算法。

10.壓桿穩定
壓桿穩定性的概念;細長中心受壓直桿臨界力的歐拉公式;不同桿端約束下細長壓桿臨界力的歐拉公式、壓桿的長度因素;歐拉公式的應用范圍、臨界應力總圖;實際壓桿的穩定因素;壓桿的穩定計算、壓桿的合理截面。
（1）理解并掌握壓桿穩定的概念；
（2）理解并掌握常見約束下細長壓桿的臨界壓力、歐拉公式；
（3）理解并掌握壓桿臨界應力以及臨界應力總圖；
（4）熟練掌握壓桿失效與穩定性設計準則，壓桿失效的不同類型，壓桿穩定計算；
（5）掌握中柔度桿臨界應力的經驗公式；
（6）了解提高壓桿穩定的措施。

11.能量方法
桿件變形能的計算；卡氏第一定理、余能定理、卡氏第二定理；用能量法求解超靜定問題。
（1）熟練掌握桿件應變能、余能的計算；
（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靜定問題。

12．平面體系的幾何構造分析
平面體系幾何不變的必要條件；平面體系幾何構造分析；體系的幾何構造與靜定性。
（1）理解自由度、約束、計算自由度等概念，掌握平面體系幾何不變的必要條件。
（2）熟練掌握平面幾何不變體系的基本組成規則，并能靈活應用，進行平面體系的幾何構造分析。
（3）掌握體系的幾何構造與靜定性的聯系。

13．靜定結構
靜定梁和靜定平面剛架；靜定平面桁架；組合結構；靜定結構的一般性質。
（1）熟練掌握靜定梁和靜定平面剛架彎矩圖的繪制方法。
（2）掌握靜定平面桁架的內力計算方法，包括結點法、截面法以及兩者的聯合應用。了解桿件替代法的原理，能夠準確識別桁架的零桿。
（3）能夠準確判斷組合結構中桿件的受力特點，掌握其受力分析的基本原理。
（4）理解靜定結構的基本靜力特征，并能加以靈活應用。

14．靜定結構的影響線
靜力法作影響線；機動法作影響線；聯合法作影響線；影響線的應用；簡支梁的內力包絡圖和絕對最大彎矩。
（1）理解影響線的概念，掌握靜力法作影響線的基本原理。
（2）熟練掌握機動法作影響線的基本原理，并能解決各種實際問題。
（3）能夠聯合運用機動法和靜力法繪制復雜靜定結構的影響線。
（4）能夠運用影響線確定最不利荷載位置，以及指定截面的最大內力。
（5）了解簡支梁內力包絡圖的繪制方法，以及絕對最大彎矩的概念。

15．結構位移計算
變形體的虛功原理；結構位移計算的一般公式;靜定結構在荷載作用下的位移計算；圖乘法；靜定結構在非荷載作用下的位移計算；線彈性體系的互等定理。
（1）了解變形體的虛功原理和虛功方程。
（2）了解結構位移計算公式的基本原理，掌握單位荷載的確定方法。
（3）理解不同類型結構在荷載作用下位移的簡化計算公式。
（4）熟練應用圖乘法求解靜定梁和剛架在荷載作用下的位移。
（5）掌握靜定結構在溫度變化、支座位移等因素作用下位移的計算方法。
（6）理解線彈性體系的各種互等定理。

16．力法
超靜定次數與力法基本結構；力法方程；力法解超靜定結構；對稱結構；支座位移作用下超靜定結構的計算；超靜定結構的位移計算。
（1）掌握超靜定次數的確定方法，選取合理的基本結構。
（2）理解力法方程的基本原理。
（3）熟練應用力法求解超靜定結構。
（4）熟練掌握結構對稱性的判定，并利用對稱性簡化結構的受力分析。
（5）掌握超靜定結構在支座位移、溫度變化等作用下的受力分析方法。
（6）理解超靜定結構的位移計算原理。

17．位移法
位移法的基本未知量和基本結構；等截面直桿的轉角位移方程；位移法方程；荷載、支座位移作用下超靜定結構的計算；對稱結構。
（1）熟練掌握位移法基本未知量的確定方法，并建立相應的基本結構。
（2）熟練掌握三類等截面直桿的轉角位移方程。
（3）理解位移法方程的基本原理。
（4）熟練應用位移法求解荷載、支座位移等因素作用下的超靜定結構，包括具有復雜牽連位移的剛架和有剪力靜定桿的剛架。
（5）能夠結合對稱性和位移法求解對稱結構。

18．矩陣位移法
矩陣位移法的基本原理；單元剛度矩陣；直接剛度法(后處理法)；直接剛度法(先處理法)；等效節點荷載。
（1）了解矩陣位移法的基本原理，掌握其分析的基本步驟以及單元劃分方法。
（2）熟練掌握梁單元在局部坐標系下單元剛度矩陣各組成元素的物理含義及其求解方法，了解結構坐標系與局部坐標系下單元剛度矩陣的坐標轉換關系。
（3）能夠確定單元剛度矩陣元素在總剛矩陣中的下標，建立總剛方程，并引入位移邊界條件。
（4）理解先處理法的基本原理。
（5）了解結間荷載相應的等效結點荷載的計算方法。

19．超靜定結構的實用計算方法
彎矩分配法；剪力分配法；超靜定結構的影響線。
（1）掌握彎矩分配法的適用條件，并能熟練應用彎矩分配法求解超靜定結構。
（2）了解剪力分配法的適用條件及其基本原理。
（3）了解超靜定結構影響線的繪制方法。

20．結構動力學
體系振動的自由度；單自由度體系運動方程的建立；單自由度體系的自由振動；單自由度體系的強迫振動；多自由度體系的自由振動；振型的正交性；多自由度體系的強迫振動；近似法求自振頻率。
（1）能夠準確判斷體系的自由度數。
（2）熟練應用柔度法建立靜定結構的運動方程，了解剛度法和虛功法建立體系運動方程的基本原理。
（3）掌握單自由度體系動力特性的求解方法。
（4）熟練掌握單自由度體系在簡諧荷載作用下最大動力響應的求解方法，了解其在一般動力荷載和支承動力作用下最大動力響應的求解原理。
（5）熟練應用柔度法建立多自由度體系的運動方程，并求解其動力特性。
（6）了解振型正交性的含義。
（7）熟練掌握多自由度體系在簡諧荷載作用下最大動力響應的求解方法，了解應用振型疊加法求解多自由度體系在任意動力荷載作用下的動力響應。
（8）了解體系前若干階自振頻率的近似求解方法。

（二）考試基本題型
主要題型有：選擇題和計算題。試卷滿分為150分，《材料力學》和《結構力學》各占75分。
三、材料科學與工程概論
《材料科學與工程概論》水平考試的主要目的是測試考生對土木工程中常用的各種材料的組成、結構、性能及應用等各項內容的掌握程度。要求考生準確理解材料的微觀－宏觀的基本概念和基本理論，掌握各種材料的組成與結構的關系。

（一）考試內容和考試要求

1．緒論
了解元素、物質、材料的基本概念；材料科學與工程基本要素

2．材料的微觀世界
（1）了解固體原子間相互作用和材料分類，元素周期表及電負性，原子結合能與結合力
（2）了解材料的化學鍵及材料分類，固體中的原子排列及晶體結構、晶體缺陷
（3）掌握相與組織，相的分類，相圖分析
（4）了解材料中導體、半導體和絕緣體的概念

3．材料的組織結構與性能的關系
（1）掌握不同材料在承載時的變化規律
（2）掌握功能材料在微觀結構與性能之間的關系

4．材料工藝
（1）了解材料工藝的經濟性、穩定性和環境兼容性
（2）掌握典型材料的生產工藝和加工工藝
（3）了解材料工藝性能的表征
（4）了解新工藝新技術

5．材料的失效分析與選材原則
（1）了解失效分析及其重要性
（2）了解選材原則與方法
（3）掌握材料的失效分析
（4）了解金屬失效的預防

（二）考試基本題型
主要題型有：選擇題、是非題、簡答題和計算題；試卷滿分為150分。