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第一章 绪论 1.1 学习要点 1了解工程结构的过去、现在和未来发展趋势,明确结构材料、理论方法、施工技术是决定工程结构发展的关键因素。 2了解现有常规结构体系及在各工程领域的具体应用,明确钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构的主要特点。 3了解结构与构件的关系,明确结构设计就是从整体结构到局部构件,再从局部构件到整体结构的设计过程。 4了解结构计算简图的工程意义,学会建立实际结构合理的可计算的力学模型的方法。 5熟悉结构荷载的种类和划分依据,掌握“永久荷载”、 “可变荷载”、 “偶然荷载”、 “荷载代表值”、 “荷载标准值”、 “可变荷载准永久值”及“可变荷载组合值”等基本术语的定义,为第二章结构设计方法及后述各章的学习作好准备。 1.2 思考题 1什么叫工程结构?何为结构设计原理? 2古代、近代、现代土木工程有哪些重要区别? 3结构工程的发展与哪些因素直接相关? 4试述框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构的特点。 5桥梁结构有哪些可选类型?其通常适宜的跨度为多少? 6一般将哪些结构称为特种结构? 7钢结构、混凝土结构、砌体结构各有哪些优缺点? 8组成结构的“基本元素”有哪些? 9何为刚域?它与刚节点有何不同? 10永久作用,可变作用和偶然作用各有什么特征? 11何为荷载代表值、荷载标准值、可变荷载准永久值、可变荷载频遇值及可变荷载组合值? 12为什么把荷载标准值作为荷载基本代表值看待第二章 结构设计方法 2.1 学习要点 本章主要介绍结构设计中存在的共性问题,是学习本课程和进行结构设计的理论基础。由于是宏观地、抽象地介绍近似概率的极限状态方法,涉及到的名词术语较多,初次接触,会觉得生涩和难于理解,这需要在后续各章的学习中逐渐克服。 结合后续各章的设计内容,要求深入理解和掌握结构的功能要求,结构的安全等级,设计使用年限和设计基准期的概念,极限状态及其分类,荷载的分类及其取值,荷载效应组合,结构的可靠性和可靠度,实用设计表达式等内容。对有关数理统计方面的内容,要求了解。 2.2 思考题 1建筑结构应满足哪些功能要求?结构的设计使用年限如何确定?结构超过其设计使用年限是否意味着不能再使用?为什么? 2结构可靠性的含义是什么?它包括哪些方面的功能要求?建筑结构安全等级是按什么原则划分的? 3 “作用”和“荷载”有什么区别?结构上的作用按时间的变异、按空间的变异、以及按结构的反应各分为哪几类? 4影响结构可靠性的因素有哪些?结构构件的抗力与哪些因素有关?为什么说构件的抗力是一个随机变量? 5什么是结构的极限状态?结构的极限状态分为几类,其含义各是什么?或者说结构超过极限状态会产生什么后果? 6什么是结构的可靠度和可靠指标?统一标准对可靠指标是如何定义的? 7什么是失效概率?可靠指标和失效概率有何定性关系?为什么说我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率的极限状态设计法?分析其主要特点。 8结构构件设计时采用的可靠指标值与结构构件的破坏类型是否有关? 9深入理解承载能力极限状态实用设计表达式,能说明式中各符号的物理意义。结构可靠性的要求在式中是如何体现的? 10荷载的代表值有哪些?其基本代表值是什么? 11什么是荷载标准值?什么是活荷载的频遇值和准永久值?什么是荷载的组合值?对正常使用极限状态验算,为什么要区分荷载的标准组合和准永久组合?如何考虑荷载的标准组合和荷载的准永久组合?对于承载能力极限状态,如何确定其荷载效应组合?永久荷载和可变荷载的分项系数一般情况下如何取值? 12各种材料强度的标准值根据什么原则确定?材料性能分项系数和强度设计值是如何确定的? 13混凝土结构的耐久性设计是如何考虑的? 来源:考第三章 结构材料 3.1 学习要点 本章介绍工程结构常用之钢材、混凝土、砖石、砌块等材料的力学性能和强度取值,是后续构件承载能力、变形等设计计算的基础。 1材料的力学性能由强度指标,变形指标,冷弯、冲击韧性等构成。作为强度指标的有比例极限、弹性极限、屈服极限(屈服点)和强度极限等参数,结构设计用屈服极限作为强度指标。衡量变形能力除弹性模量(或变形模量)以外,还有延伸率、截面收缩率等塑性指标。冷弯是一个综合性指标,冲击韧性用冲击功来定义。不同质量等级的钢材除化学成分要求不同以外,对不同温度下的冲击韧性指标有要求。 2材料强度有平均值 fm,标准值 fk 和设计值 f 之分。平均值是若干标准试件按规范规定进行试验,测得的材料屈服极限的平均值;而标准值则为具有 95%保证率的材料强度取值,即低于平均值 1.645 倍标准差;材料强度设计值由标准值除以材料的分项系数(1)而得到。 3了解钢材、钢筋的分类和规格,掌握钢材各种强度设计值(抗拉、抗压、抗剪、承压)的确定方法,熟悉钢材的本构模型。 4掌握钢材焊接连接,螺栓连接的设计计算方法。 5混凝土属于人工石材,是典型的脆性材料,抗压能力远远高于抗拉能力,其性能和配合比有关。了解混凝土受压破坏机理、变形特点,掌握抗拉、抗压、抗剪强度之间的差异,熟悉砼的应力-应变关系。 6砌体的承载力和变形能力和块体、砂浆,砌筑质量密不可分。了解块体、砂浆的种类和强度等级,掌握砌体种类和强度取值,熟悉砌体的变形特性。 3.2 思考题 1试绘出有明显流幅的钢材(钢筋)的拉伸图,说明各阶段的特点,指出比例极限、屈服极限和强度极限(极限强度)的含义。 2软钢和硬钢的拉伸图有何不同,抗拉强度设计值 fy 各对应于图中何处的应力值? 3钢材的冲击韧性如何定义? 4钢材质量等级分 A、B、C、D、E 级的依据是什么? 5为什么说冷弯性能是衡量钢材力学性能的一项综合指标? 6钢材抗剪强度取抗拉强度的 58%,依据何在? 7何谓伸长率?何谓屈强比? 8钢材强度取值与尺寸有关,Q345 钢何时 fy=345N/mm2?在其他情况下 fy 是小于还是大于 345N/mm2? 9角焊缝在弯矩、轴力、剪力、扭矩作用下的焊接强度是按哪种形式计算的?与对接焊缝有何区别? 10高强度螺栓的预拉力起什么作用?预拉力的大小与承载能力有什么关系?高强度螺栓与普通螺栓计算有什么不同?摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓有何区别? 11在交变受力过程中,钢材的疲劳计算是用最大应力、最小应力、平均应力、还是用应力幅?为什么不采用材料力学中的“疲劳极限”这一概念? 12钢筋进行冷加工的目的是什么?冷加工的方法有哪几种?每种加工方法对强度有何影响? 来源:考试大-结构工程师
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