【浙江】06076结构设计原理自学考试大纲

[06076]

结构设计原理自学考试大纲

浙江省高等教育自学考试办公室

二OO五年六月

自学用书：《预应力结构原理与设计》（高校土木工程专业教材），熊学玉主编，中国建筑工业出版社，2004年10月第1版

参考教材：1、《预应力混凝土结构设计原理》（土木工程专业用），李国平主编，人民交通出版社，2000年10月第1版

2、《预应力混凝土结构设计》（第三版），林同炎、Ned.　H.　Burns等译，中国铁道出版社，1983

一、课程性质与设置目的要求

“结构设计原理”是一门主要研究预应力混凝土结构及构件设计原理的课程，是道路与桥梁工程专业的一门重要专业基础课。其主要任务是根据由预应力混凝土材料物理力学特性建立起来的计算理论，设计达到安全、适用、耐久、经济和考虑美观效果要求的结构及构件。主要内容包括如何合理选择预应力混凝土构件的材料、构件载面尺寸、构造、配置预应力筋，根据荷载情况验算构件的强度、刚度、稳定性及裂缝宽度，并进行抗震、防火和耐久性设计。

设置本课程的目的是：使自学应考者在学习《材料力学》、《建筑材料》、《混凝土结构设计原理》等先修课程的基础上，进一步学会分析和判断结构构件的受力特点，建立符合实际受力情况的力学计算图式；掌握混凝土材料的物理力学性质及预应力混凝土结构及构件的受力性能；认识本学科必须依赖科学实践的特点，以及应用半理论半经验计算公式的必然性。另外，通过本课程，培养学生独立思考和工作能力，学生毕业后除能从事常用预应力混凝土桥梁结构设计计算和施工管理以外，还能运用已学知识，联系实际，初步具备解决较复杂预应力混凝土桥梁结构问题的能力。

学习本课程的要求是：学习并重点掌握现代预应力混凝土结构设计理论、计算方法和施工技术；同时需了解国内外预应力技术的发展概况和趋势，了解无粘结预应力混凝土结构、体外预应力混凝土构件的受力性能和设计计算方法，以及预应力混凝土在抗震设计、防火设计及耐久性设计方面应采取的措施，从而为学生进一步全面掌握桥梁结构设计理论、施工技术等打下基础。

二、课程考核目标

第一章    绪论

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解预应力结构在国内外的发展简史及现状，理解预应力混凝土结构的概念，并认识到与混凝土结构相比预应力结构所具有的优势。

2、考核知识点及要求

预应力混凝土结构的定义——掌握

对预应力混凝土的理解——了解

预应力结构的优缺点——掌握

预应力混凝土的使用范围——了解

第二章    预应力混凝土设计计算基础

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解预应力结构中所采用的材料和锚固体系及相应的力学性能要求，明确预应力的张拉控制应力所应采取的原则，掌握预应力各种损失的计算方法，了解现行的桥梁规范中预应力是如何参与荷载组合的。

2、考核知识点及要求

（1）  预应力结构对混凝土的性能要求——识记；

（2）  混凝土的应力应变、收缩、徐变性能——了解；

（3）  预应力结构对预应力筋的性能要求——识记；

（4）  钢材类预应力筋的种类——识记；

（5）  预应力钢材的应力应变、疲劳、松驰徐变、腐蚀等特性——了解；

（6）  预应力结构的锚固体系——识记；

（7）  预应力筋张拉控制应力的规定——领会；

（8）  预应力损失计算——应用；

（9）  预应力混凝土结构的荷载效应组合——领会。

 

第三章    预应力混凝土受弯构件设计

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解预应力混凝土受弯构件的正、斜截面破坏形态，掌握正、斜截面的承载力及挠度的计算方法。

2、考核知识点及要求

有粘结预应力受弯构件正截面破坏形态——识记；

有粘结预应力受弯构件正截面承载力计算的基本假定——领会；

预应力混凝土受弯构件正截面承载力的计算——应用；

无粘结预应力混凝土受弯构件正截面破坏形态及计算特点——了解；

预应力混凝土受弯构件斜截面破坏形态——识记；

预应力混凝土受弯构件斜截面承载力分析及计算——领会；

预应力混凝土受弯构件挠度计算——应用。

 

第四章    预应力混凝土受拉构件设计

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解预应力混凝土受拉构件所具的独特优点及破坏形态，理解轴心和偏心受拉构件验算方法。

2、考核知识点及要求

预应力拉杆的独特优点——识记；

受拉构件的破坏状态——识记；

轴心受拉构件的承载力的计算——应用；

偏心受拉构件的承载力计算——领会。

 

第五章    预应力混凝土受压构件设计

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解预应力混凝土受压构件应用范围及破坏形态，领会轴心受压构件的设计方法。

2、考核知识点及要求

（1）  预应力混凝土受压构件的应用范围——识记；

（2）  预应力混凝土偏心受压构件的破坏形态——识记；

（3）  预应力混凝土受压构件正截面承载力的基本假定——领会；

（4）  偏心受压构件设计——了解。

 

第六章    预应力混凝土构件的抗裂验算

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解预应力混凝土构件产生裂缝的原因、分布及特征，掌握裂缝控制等级划分及裂缝验算控制方法。

2、考核知识点及要求

（1）  预应力混凝土构件中产生裂缝的原因、分布及特征——识记；

（2）  预应力混凝土结构裂缝控制等级划分及相应的最大裂缝宽度限制——识记；

（3）  影响预应力混凝土构件裂缝宽度的主要因素——识记；

（4）  预应力混凝土构件裂缝宽度的验算——应用；

（5）  预应力混凝土构件裂缝控制的名义拉应力——领会；

（6）  预应力混凝土结构产生早期裂缝的原因——识记；

（7）  预应力混凝土结构早期裂缝的验算——了解。

 

第七章    预应力混凝土局部承压设计及构造措施

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，掌握先张法预应力混凝土构件和后张法预应力混凝土构件为满足局部承压的要求所采取设计和构造措施。

2、考核知识点及要求

（1）  预应力混凝土构件中进行局部承压设计的原因——识记；

（2）  先张法预应力混凝土构件的传递长度和锚固长度的定义及取值——领会；

（3）  后张法预应力混凝土构件的端部应力分析——了解；

（4）  后张法预应力混凝土构件的端部受压区截面尺寸限制条件——应用；

（5）  先张法和后张法预应力构件局部承压的构造措施——识记。

 

第八章    预应力混凝土抗冲切设计与计算

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解预应力混凝土构件产生冲切破坏的原因及规范里的相应规定。

2、考核知识点及要求

（1）  预应力混凝土构件中冲击破坏的原因及性质——识记；

（2）  影响预应力混凝土构件的冲切承载力的因素——识记；

（3）  我国规范的抗冲切规定——了解。

 

第九章    超静定结构的设计与计算

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解超静定预应力混凝土结构的受力特点，掌握超静定结构预应力索的布置原则，并了解各种超静定结构次内力的求解方法。

2、考核知识点及要求

（1）  超静定预应力结构的特点——识记；

（2）  超静定预应力构件的弹性分析——领会；

（3）  压力线、线性变换和吻合索的基本概念——领会；

（4）  预应力筋的线形布置原则——识记；

（5）  等效荷载的计算——了解；

（6）  约束次内力法求解超静定预应力结构的次内力——领会；

（7）  超静定梁的收缩、徐变及其次内力——了解；

（8）  超静定结构的内力重分布——领会；

（9）  荷载平衡法——应用。

 

第十章    后张无粘结预应力混凝土平板设计

说明：本章不作要求

 

第十一章    预应力混凝土结构的抗震设计

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解预应力混凝土构件的抗震性能及现行抗震设计规范中的相应规定。

2、考核知识点及要求

（1）  有粘结预应力混凝土结构的抗震性能——识记、领会；

（2）  无粘结预应力混凝土结构的抗震性能——识记；

（3）  我国的预应力混凝土结构抗震设计的规定——了解。

 

第十二章    预应力混凝土结构的防火设计

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解预应力混凝土构件在活载下的特点及设计中应采取的预防措施。

2、考核知识点及要求

（1）  预应力混凝土构件在火灾下的主要特点——识记；

（2）  混凝土和预应力筋的高温性能——识记；

（3）  预应力混凝土抗火设计的基本假定及基本步骤——了解。

 

第十三章    预应力混凝土特种结构设计

说明：本章不作要求

 

第十四章    预应力组合结构设计

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解有关预应力组合结构的特点。

2、考核知识点及要求

预应力组合结构概念和受力特点——识记。

 

第十五章    预应力混凝土叠合受弯构件设计

说明：本章不作要求

 

第十六章    体外预应力结构设计

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解并掌握有关体外预应力结构的知识。

2、考核知识点及要求

（1）  体外预应力的体系和特点——识记；

（2）  体外预应力结构的预应力损失——领会；

（3）  体外预应力结构的承载力极限状态设计要点——了解；

（4）  体外预应力转向块的作用及注意事项——识记；

（5）  体外预应力梁的设计——了解。

 

第十七章    预应力钢结构设计

说明：本章不作要求

 

第十八章    预应力砌体结构

说明：本章不作要求

 

第十九章    预应力混凝土结构的耐久性

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解影响预应力混凝土构件耐久性主要因素及设计中所采取的相应措施。

2、考核知识点及要求

（1）  预应力混凝土构件耐久性失效表现征兆及相应的原因——识记；

（2）  影响预应力混凝土结构耐久性的主要因素——识记；

（3）  提高预应力混凝土结构耐久性的措施——识记。

 

第二十章    预应力结构施工技术

1、学习目的和要求

    通过本章的学习，了解有关先张法和后张法预应力混凝土构件的施工技术。

2、考核知识点及要求

（1）  先张法预应力构件的施工优越性——识记；

（2）  先张法预应力构件的施工工艺流程及注意事项——了解；

（3）  先张法预应力构件的检验和验收事项——了解；

（4）  后张法有粘结预应力构件的施工工艺流程及注意事项——了解；

（5）  后张法有粘结预应力构件的检验和验收事项——了解；

（6）  后张法有粘结和无粘结预应力的施工差别——了解。

三、题型举例

（一）单项选择题

　　1、下列预应力损失中，属于预应力长期损失的是（      ）。

　　A、摩擦损失 B、混凝土弹性压缩损失

　　C、锚固损失 D、混凝土徐变、收缩引起的损失

（二）简答题

　　1、试述体外预应力混凝土结构的组成及构造特点。

（三）计算题

　　一预应力混凝土矩形截面受弯构件，截面尺寸为，已知预加应力阶段时，构件上缘混凝土应力为零；在外荷载弯矩作用下，构件下缘混凝土应力为零，试求预应力筋的位置、面积，并估算预加力。