深圳大學(xué)

命題學(xué)院/部門(蓋章)：土木與交通工程學(xué)院

考試科目代碼及名稱：[907]土木工程結(jié)構(gòu)綜合知識

說明：可使用簡易計(jì)算器。

一、考試基本要求

本考試大綱適用于報(bào)考深圳大學(xué)土木工程一級學(xué)科下設(shè)的各二級學(xué)科方向碩士研究生入學(xué)考試。《土木工程綜合知識》是為招收土木工程一級學(xué)科各培養(yǎng)方向的碩士研究生而設(shè)置的具有選拔功能的水平考試。該科目包括兩部分內(nèi)容：(1)材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué);(2)材料科學(xué)與工程概論。考生根據(jù)自己未來的專業(yè)研究方向，只能從兩部分內(nèi)容中選擇其中一個部分(二選一)進(jìn)行答題。

二、材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)

《材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)》包含《材料力學(xué)》和《結(jié)構(gòu)力學(xué)》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(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本概念和基本理論，具有分析和處理材料力學(xué)基本問題的能力 ，熟練掌握各種結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理和方法，并能靈活應(yīng)用，計(jì)算結(jié)果正確。

(一)考試內(nèi)容和考試要求

1.材料力學(xué)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(jié)構(gòu)與構(gòu)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(nèi)力、截面法、軸力及軸力圖;應(yīng)力、拉(壓)桿內(nèi)的應(yīng)力;拉(壓)桿的變形、胡克定律;安全因數(shù)、許用應(yīng)力、強(qiáng)度條件;典型材料軸向拉壓時材料的力學(xué)性能;拉(壓)桿內(nèi)的應(yīng)變能。

(1)深入理解截面法，掌握軸向拉壓桿的內(nèi)力，軸力圖，橫截面和斜截面上的應(yīng)力;

(2)熟練掌握軸向拉壓的應(yīng)力、變形;

(3)理解并掌握軸向拉壓的強(qiáng)度計(jì)算;

(4)了解軸向拉壓時材料的力學(xué)性能;

(5)理解并掌握拉(壓)桿內(nèi)的應(yīng)變能計(jì)算。

3.扭轉(zhuǎn)

薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn);傳動軸的外力偶矩、扭矩及扭矩圖;等直圓桿扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力、強(qiáng)度條件;等直圓桿扭轉(zhuǎn)時的變形、剛度條件;等直圓桿扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)變能。

(1)理解并掌握傳動軸外力偶矩的計(jì)算;

(2)理解并掌握薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn);

(3)理解并掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面的扭矩，扭矩圖;

(4)熟練掌握等直圓桿扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力、強(qiáng)度條件;

(5)熟練掌握等直圓桿扭轉(zhuǎn)時的變形、剛度條件;

(6)理解并掌握等直圓桿扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)變能。

4.彎曲應(yīng)力

對稱彎曲的概念及梁的計(jì)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(nèi)力圖;梁橫截面上的正應(yīng)力、正應(yīng)力強(qiáng)度條件;梁橫截面上的切應(yīng)力、切應(yīng)力強(qiáng)度條件;梁的合理設(shè)計(jì)。

(1)理解并掌握對稱彎曲的概念及梁的計(jì)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(nèi)力圖;

(4)熟練掌握梁橫截面上的正應(yīng)力、正應(yīng)力強(qiáng)度條件;

(5)理解并掌握梁橫截面上的切應(yīng)力、切應(yīng)力強(qiáng)度條件;

(6)理解并掌握梁的合理設(shè)計(jì)。

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(jì)算梁的位移;梁的剛度校核、提高梁的剛度的措施;梁內(nèi)的彎曲應(yīng)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(jì)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(nèi)的彎曲應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)超靜定問題;

(4)熟練掌握簡單超靜定梁。

7.截面幾何性質(zhì)

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(jì)算;轉(zhuǎn)軸和平行移軸公式;轉(zhuǎn)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(jì)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(jì)算;

(2)熟練掌握轉(zhuǎn)軸和平行移軸公式;

(3)熟練掌握轉(zhuǎn)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(jì)算。

8.應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論

平面應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力分析、主應(yīng)力;空間應(yīng)力狀態(tài)的概念;空間應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能密度;強(qiáng)度理論及其相當(dāng)應(yīng)力;各種強(qiáng)度理論的應(yīng)用;應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論。

(1)熟練掌握平面應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力分析、主應(yīng)力;

(2)理解并掌握空間應(yīng)力狀態(tài)的概念;

(3)理解并掌握空間應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能密度;

(4)理解并掌握強(qiáng)度理論及其相當(dāng)應(yīng)力;

(5)熟練掌握各種強(qiáng)度理論的應(yīng)用。

9.組合變形

兩相互垂直平面內(nèi)的彎曲;拉伸(壓縮)與彎曲;扭轉(zhuǎn)與彎曲;連接件的實(shí)用計(jì)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(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)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(zhuǎn)與彎曲組合變形下，圓軸的應(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)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(shí)用計(jì)算法。

10.壓桿穩(wěn)定

壓桿穩(wěn)定性的概念;細(xì)長中心受壓直桿臨界力的歐拉公式;不同桿端約束下細(xì)長壓桿臨界力的歐拉公式、壓桿的長度因素;歐拉公式的應(yīng)用范圍、臨界應(yīng)力總圖;實(shí)際壓桿的穩(wěn)定因素;壓桿的穩(wěn)定計(jì)算、壓桿的合理截面。

(1)理解并掌握壓桿穩(wěn)定的概念;

(2)理解并掌握常見約束下細(xì)長壓桿的臨界壓力、歐拉公式;

(3)理解并掌握壓桿臨界應(yīng)力以及臨界應(yīng)力總圖;

(4)熟練掌握壓桿失效與穩(wěn)定性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，壓桿失效的不同類型，壓桿穩(wěn)定計(jì)算;

(5)掌握中柔度桿臨界應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)公式;

(6)了解提高壓桿穩(wěn)定的措施。

11.能量方法

桿件變形能的計(jì)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(yīng)變能、余能的計(jì)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(gòu)造分析

平面體系幾何不變的必要條件;平面體系幾何構(gòu)造分析;體系的幾何構(gòu)造與靜定性。

(1)理解自由度、約束、計(jì)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(guī)則，并能靈活應(yīng)用，進(jìn)行平面體系的幾何構(gòu)造分析。

(3)掌握體系的幾何構(gòu)造與靜定性的聯(lián)系。

13.靜定結(jié)構(gòu)

靜定梁和靜定平面剛架;靜定平面桁架;組合結(jié)構(gòu);靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì)。

(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(nèi)力計(jì)算方法，包括結(jié)點(diǎn)法、截面法以及兩者的聯(lián)合應(yīng)用。了解桿件替代法的原理，能夠準(zhǔn)確識別桁架的零桿。

(3)能夠準(zhǔn)確判斷組合結(jié)構(gòu)中桿件的受力特點(diǎn)，掌握其受力分析的基本原理。

(4)理解靜定結(jié)構(gòu)的基本靜力特征，并能加以靈活應(yīng)用。

14.靜定結(jié)構(gòu)的影響線

靜力法作影響線;機(jī)動法作影響線;聯(lián)合法作影響線;影響線的應(yīng)用;簡支梁的內(nèi)力包絡(luò)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(jī)動法作影響線的基本原理，并能解決各種實(shí)際問題。

(3)能夠聯(lián)合運(yùn)用機(jī)動法和靜力法繪制復(fù)雜靜定結(jié)構(gòu)的影響線。

(4)能夠運(yùn)用影響線確定最不利荷載位置，以及指定截面的最大內(nèi)力。

(5)了解簡支梁內(nèi)力包絡(luò)圖的繪制方法，以及絕對最大彎矩的概念。

15.結(jié)構(gòu)位移計(jì)算

變形體的虛功原理;結(jié)構(gòu)位移計(jì)算的一般公式;靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的位移計(jì)算;圖乘法;靜定結(jié)構(gòu)在非荷載作用下的位移計(jì)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(jié)構(gòu)位移計(jì)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(jié)構(gòu)在荷載作用下位移的簡化計(jì)算公式。

(4)熟練應(yīng)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(jié)構(gòu)在溫度變化、支座位移等因素作用下位移的計(jì)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(shù)與力法基本結(jié)構(gòu);力法方程;力法解超靜定結(jié)構(gòu);對稱結(jié)構(gòu);支座位移作用下超靜定結(jié)構(gòu)的計(jì)算;超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算。

(1)掌握超靜定次數(shù)的確定方法，選取合理的基本結(jié)構(gòu)。

(2)理解力法方程的基本原理。

(3)熟練應(yīng)用力法求解超靜定結(jié)構(gòu)。

(4)熟練掌握結(jié)構(gòu)對稱性的判定，并利用對稱性簡化結(jié)構(gòu)的受力分析。

(5)掌握超靜定結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的位移計(jì)算原理。

17.位移法

位移法的基本未知量和基本結(jié)構(gòu);等截面直桿的轉(zhuǎn)角位移方程;位移法方程;荷載、支座位移作用下超靜定結(jié)構(gòu)的計(jì)算;對稱結(jié)構(gòu)。

(1)熟練掌握位移法基本未知量的確定方法，并建立相應(yīng)的基本結(jié)構(gòu)。

(2)熟練掌握三類等截面直桿的轉(zhuǎn)角位移方程。

(3)理解位移法方程的基本原理。

(4)熟練應(yīng)用位移法求解荷載、支座位移等因素作用下的超靜定結(jié)構(gòu)，包括具有復(fù)雜牽連位移的剛架和有剪力靜定桿的剛架。

(5)能夠結(jié)合對稱性和位移法求解對稱結(jié)構(gòu)。

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(jié)點(diǎn)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(biāo)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(jié)構(gòu)坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系下單元剛度矩陣的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。

(3)能夠確定單元剛度矩陣元素在總剛矩陣中的下標(biāo)，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(jié)間荷載相應(yīng)的等效結(jié)點(diǎn)荷載的計(jì)算方法。

19.超靜定結(jié)構(gòu)的實(shí)用計(jì)算方法

彎矩分配法;剪力分配法;超靜定結(jié)構(gòu)的影響線。

(1)掌握彎矩分配法的適用條件，并能熟練應(yīng)用彎矩分配法求解超靜定結(jié)構(gòu)。

(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(jié)構(gòu)影響線的繪制方法。

20.結(jié)構(gòu)動力學(xué)

體系振動的自由度;單自由度體系運(yùn)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(qiáng)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(qiáng)迫振動;近似法求自振頻率。

(1)能夠準(zhǔn)確判斷體系的自由度數(shù)。

(2)熟練應(yīng)用柔度法建立靜定結(jié)構(gòu)的運(yùn)動方程，了解剛度法和虛功法建立體系運(yùn)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(yīng)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(yīng)的求解原理。

(5)熟練應(yīng)用柔度法建立多自由度體系的運(yùn)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(yīng)的求解方法，了解應(yīng)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(yīng)。

(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(jì)算題。試卷滿分為150分，《材料力學(xué)》和《結(jié)構(gòu)力學(xué)》各占75分。