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年二级注册结构工程师考试知识点2025大全
一、结构力学
1.平面体系的几何组成分析-运用三刚片规则、两刚片规则和二元体规则判断体系的几何组成性质例如,对于一个由多个杆件组成的平面体系,先确定刚片,再看它们之间的连接方式若体系中有三个刚片,且通过不在同一直线上的三个较两两相连,则该体系为几何不变体系且无多余约束-区分瞬变体系和常变体系瞬变体系在微小位移后会变成几何不变体系,但在受力时会产生很大的内力;常变体系则可以发生大的刚体位移比如一个由两个刚片通过一个钱和一根平行于较连线的链杆相连的体系就是瞬变体系
2.静定结构受力分析-静定梁的内力计算,包括弯矩、剪力和轴力根据荷载情况,利用平衡方程计算梁上各截面的内力如简支梁在均布荷载作用下,跨中弯矩最大,其值为$M=\frac{ql12}N8}$($q$为均布荷载,$1$为梁的跨度),支座处剪力最大,为$丫二\千四0匕1}{2}$-静定刚架的内力分析,要分别计算各杆的弯矩、剪力和轴力,并绘制内力图对于刚架中的刚节点,要满足力矩平衡条件例如,在一个直角刚架中,节点处的弯矩代数和为零-三钱拱的内力计算,重点掌握合理拱轴线的概念在竖向荷载作用下,三较拱的合理拱轴线是二次抛物线,此时拱内只有轴力,没有弯矩和剪力
3.超静定结构受力分析-力法的基本原理和计算步骤确定基本结构和基本未知量,建立力法方程,通过计算系数和自由项求解基本未知量,进而求出原结构的内力如对于一个一次超静定梁,将多余约束去掉得到基本结构,以多余未知力作为基本未知量,根据基本结构在多余未知力和荷
1.已知一简支梁,跨度$1二6m$,承受均布荷载$q=20kN/m$,试计算梁跨中弯矩和支座处剪力-解梁跨中弯矩$M=\frac{q P{2}]{8}=\frac{20\t i mes612}}{8}=90kN\cdot m$;支座处剪力$V=\frac{ql}{2}=\frac{20\times6}{2}二60kN$
2.某单筋矩形截面受弯构件,截面尺寸$b=250mm$,$h二500mm$,采用C30混凝土,HRB400钢筋,承受弯矩设计值$M二120kN\cdot m$,试计算所需的受拉钢筋截面面积$A_{s}$—解$f_{c}=
14.3N/mfrT{2}$,=
1.43N/mirT⑵$,$f_{y}=360N/mm{2}$,$\alpha_{1}=
1.0$,$h_{01=h-35=500-35=465mm$o-由$乂=\a2112_{1}1:_{0*|1_{0}-\件@0仪乂2}$,先假设$x\leq\xi_{b]h_{0}$$\xi_{b=
0.55$,$M=\a Ipha_{1}f_{c bh_{0}{2}\x i1-0,5\xi$,$120\t imes10{6}=
1.0\t imes
14.3\t i mes250\t imes465{2\xi1-
0.5\xi$,解此方程得$\xi$,再由$x=\xi h_{0}$,$A_{s}=\frac{\a Ipha_{1}f_{c bx{f_{y$计算$A_{s}$o
3.某轴心受压构件,截面尺寸$b\times h=300mm\t imes300mm$,采用C25混凝土,HRB335钢筋,承受轴向压力设计值$N=1200kN$,构件计算长度$|_{0}二3ni$,试计算所需的纵向受压钢筋截面面积$A_{s],$o-解$f_{c=
11.9N/mm{2}$,$f_{y},=300N/mm^{2$,$\丫2叫出$根据$1_{0}儿=3000/300=10$查得,由$N\leqO.9\varphi f_{c}A+f_{y*A_{s]$,$A=300\times300=90000mrrT⑵$,代入薮据解得$A_{s「$
4.某焊接连接,承受拉力$N=200kN$,焊缝长度$l_{w}=200mHi$,焊件厚度$七二10mm$,采用E43型焊条,试验算对接焊缝的抗拉强度一解$f_{t}1w}n85N/mrrT{2}$,$f_{t}{w}=\frac{N}{I_{w}t=\frac{200\t imes10{3}}{200\t imes10=1OON/rmT{2}\11185N/mnT{2}$,焊缝抗拉强度满足要求
5.某轴心受压构件,截面为工字形,翼缘宽度$b=200rm1$,腹板厚度$t_{w}=10mm$,构件计算长度$l_{0}=4m$,钢材为Q235,试计算该构件的稳定系数$\varph i$-解先计算构件的长细比$\lambda$,根据截面尺寸计算回转半径$i$,$\lambda=\frac l_0{i}$,再根据$\120^^$查稳定系数表得$\varphi$
6.某砌体柱,截面尺寸$八七以65h=370mm\t imes490mm$,采用MU10烧结普通砖,M5混合砂浆砌筑,承受轴向压力设计值$N二200kN$,柱的计算高度$H_{0}=4m$,试验算柱的承载力一解:$f=
1.5N/mm12}$,$A=370\times490=181300mm{2}$,高厚比$\beta=\f rac{H_{0}}{h}=\f rac{4000}{490}$,查影响系数表i$,由$N\Ieq\varphi fA$验算
7.已知土的天然密度$\rh=
1.8g/cm^{3]$,含水量$w=20\%$,土粒比重$6_拈}二
2.7$,试计算土的孔隙比$e$和饱和度$5_{「}$一解$m_{s}=\f rac{\rho}{1+w}$,$V_{s}=\f rac{m_{s}}{G_{s}\rho_{w}$,$V_{v}=V-V_{s]$$V=1cm{3}$,$e=\f rac{V_{v}}{V_{s}$,$S_{r}=\f rac{wG_{s}}{e}$o
8.某基础底面尺寸$八七imes I=2m\t imes3m$,基础埋深$€=
1.5m$,上部结构传至基础顶面的竖向力标准值$F」k}二1200kN$,试计算基础底面的平均压力$p_{k}$一解$p_{k}=\frac{F_{k+G_{k}}{A}$,$G_{k}=\gamma_{G}Ad$$\gamma_{G}=20kN/m^{3}$,$A二2\t imes3=6nT{2}$,代入数据计算$p_{k}$
9.某单桩竖向静载试验,得到单桩竖向极限承载力$Q_{uk}=800kN$,试确定单桩竖向承载力特征值$R_{a}$-解$R_{a]=\frac{Q_{uk}{2}=\f rac800{2}=400kN$o
10.某框架结构,采用底部剪力法计算水平地震作用,结构总重力荷载代表值$G_{曰=10000kN$,结构基本自振周期$T_{1}=
0.8s$,相应的水平地震影响系数$2卜2_{1}=
0.1$,试计算结构总水平地震作用标准值$F_{Ek}$_解$F_{Ek}=\a Ipha_{1}G_{eq$,$G_{eq}=
0.85G_{E}=
0.85\t imesWOOO=8500kN$,$F_{Ek}=
0.1\times8500=850kN$o
11.某高层建筑,采用振型分解反应谱法计算地震作用,已知第一振型的地震作用效应$S」1}二500kN\cdot m$,第二振型的地震作用效应$S_{2}二200kN\cdot m$,试采用平方和开平方的方法组合这两个振型的地震作用效应$S$一解$S=\sqrt{S_{1}12}+S_{2厂{2}}=\sqrt{50012}+200人⑵}=\sqrt{250000+40000}=\sqrt{290000}\approx
538.5kN\cdot m$o
12.某钢筋混凝土梁,截面尺寸$b=200mm$,$h=400mm$,采用C25混凝土,HRB335钢筋,梁端作用有剪力设计值$V=80kN$,试计算所需的箍筋数量一解$f_{t}=
1.27N/mm{2}$,$f_{yv}=300N/mnT⑵$,$h_{O}=h-35=400-35=365mm$,由$V\I eqO.7f_{t}bh_{0}+f_{yv}\f rac{A_{sv}}{s}h_{0}$,先判断是否需要按计算配置箍筋,若需要则计算$\frac{A_{sv}{s}$,再根据构造要求确定箍筋数量
13.某钢结构轴心受拉构件,截面为等边角钢$L100\times8$,钢材为Q235,承受轴向拉力设计值$N=250kN$,试验算构件的强度-解$f=215N/rmT{2}$,等边角钢$L100\times8$的截面积$A$查型钢表得,$\sigma=\frac{N}{A}$,验算$\sigma\leq千$
14.某砌体墙,墙厚$b=240mm$,计算高度$七{0}二3ni$,采用MU10烧结普通砖,M
7.5混合砂浆砌筑,承受偏心压力,偏心距$e二50mm$,试计算该墙的承载力影响系数$\丫2吊$-解先计算高厚比$\beta=\frac{H_{0}}{b=\frac{3000}{240$,再根据偏心距$e$和高厚比$\beta$查影响系数表i$o
15.某土样,经试验测得天然密度$\rh=
1.75g/crrT{3}$,干密度$\40_{|}=
1.45g/cnT{3}$,试计算土的含水量$w$£-解$w=\f rac{\rho}{\rho_{d}}-1=\f rac{
1.75]{
1.45-1\approxO.207=
20.7\%$o
16.某独立基础,底面尺寸$八1:imesI=
2.5m\t imes3m$,基础埋深$d=2m$,上部结构传至基础顶面的竖向力设计值$F=1500kN$,试计算基础底面的平均压力$P$-解:$p=\frac{F+G{A}$,$G=\gamma_{G]Ad$$\gamma_{G}=20kN/nT{3}$,$A=
2.5\t imes3=
7.5/{2『$,代入数据计算电$
17.某桥梁简支梁,跨度$|二8m$,承受均布荷载$q=30kN/m$,试计算梁跨中最大弯矩_解$M=\frac{q T{2}}{8}=\frac{30\t imes8^{2}}{8}=240kN\cdot m$o
18.某高层建筑框架-剪力墙结构,采用时程分析法进行地震作用分析,输入三条地震波,计算得到结构在三条地震波作用下的最大层间位移分别为$\口61ta u_{11=30mm$,$\De Itau_{2}=25mm$,$\Delta u_{3}=35mm$,结而总高度$H=50m$,试计算结构的最大层间位移角异判断是否满足规范要求假设规范要求最大层间位移角不超过1/550o-解最大层间位移$\Delta u_[max=35mm$,最大层间位移角$\计6t2二\f rac{\De I tau_{max}}{H}=\frac{35}{50000=\f rac{7}{10000}\It\f rac{1}{550$,满足规范要求
19.某钢结构压弯构件,承受轴向压力设计值$N=300kN$,弯矩设计值$M=80kN\cdot m$,截面为焊接工字形,钢材为Q345,试进行构件的强度和稳定性验算-解强度验算$\frac{N}{A}+\frac{M}[\gamma_{x]W_{nx}}\leq f$;稳定性验算:考虑弯矩作用平面内和平面外的煮定匡分别采用相应的公式进行验舁Zr-/r-
20.某砌体结构房屋,设置钢筋混凝土构造柱,构造柱截面尺寸$b\times h=240mm\t imes240mm$,采用C20混凝土,HRB335钢筋,构造柱纵筋为$4\Ph i12$,试计算构造柱的纵向钢筋截面积$A_{s}$一解$A_{s}=4\t imes\f rac{\p i\t imes12…⑵{4}二4\t imes
113.04=
452.16mm^{2$o
21.某土坡,坡高$h二5m$,坡角$\beta=301\circ}$,土的重度$\gamma=18kN/nT{3}$,黏聚力$c=10kPa$,内摩擦角$\varphi=201\circ}$,试采用瑞典圆弧法初步判断土坡的稳定性-解通过假设滑动面,计算滑动力矩和抗滑力矩,比较两者大小判断稳定性
22.某桥梁拱桥,拱圈截面为矩形,宽度$b=2m$,高度$h二1m$,承受竖向均布荷载$q=40kN/m$,试计算拱圈的内力-解根据拱桥的受力特点和相关公式计算拱圈的轴力、弯矩和剪力
23.某高层建筑剪力墙,墙厚$b=200mm$,高度$h=3m$,采用C30混凝土,HRB400钢筋,承受水平地震作用产生的剪力设计值$V二150kN$,试计算剪力墙的斜截面受剪承载力-解根据剪力墙斜截面受剪承载力计算公式$V\leqO.7f_{tbh_{O}+f_{yv\f rac{A_{sv}}{s]h_{0}$等进行计算
24.某钢结构节点,采用高强度螺栓连接,螺栓型号为M20,性能等级为
8.8级,承受拉力$N=100kN$,试验算螺栓的抗拉强度-解查高强度螺栓的抗拉强度设计值$f」t}1b}$,计算螺栓的有效截面积$A_{e}$,$\s igma=\f rac{N}{A_{e}}$,验算$\s igma\Ieq f_{t}】b}$
25.某砌体挡土墙,墙高$H二4m$,墙背垂直光滑,填土为砂土,重度$\gamma=18kN/nT{3}$,内摩擦角$\丫@中巾=30\circ}$,试计算作用在墙背上的主动土压力-解根据朗肯土压力理论,主动土压力系数$K_{a}=\tan{2}45{\c irc-\f rac{\varph i{2}$,主动土压力$E_{a}=\f rac{1}{2}\gamma FT⑵K_{a}$
26.某基础底面尺寸$b\t imesI=3m\t imes4m$,基础埋深$|=
2.5m$,£地基土为黏性土,承载力特征值$f_{ak}=180kPa$,试计算修正后的地基承载力特征值$f_{a}$o-解根据土的性质确定宽度和深度修正系数$\6{2_山}$$\eta_{d}$,$f_{a}=f_{ak}+\eta_{b}\gammab-3+\eta_{d}\gamma_{m}d-
0.5$,其中$\gamma$为基底以下土的重度,$\gamma_{m}$为基底以上土的加权平均重度
27.某单桩,桩径$d=
0.8m$,桩长$l=15m$,桩侧土的极限侧阻力标准值$q」sk二50kPa$,桩端土的极限端阻力标准值$q_{pk}=1500kPa$,试计算单桩竖向极限承载力标准值$Q」uk}$-解$Q_{uk}=Q_{sk}+Q_{pk}=\pi d\sum_{i二1}^{n}q_{sik]l_{i}+\frac{\pi{2}}{4}q_{pk$,代入数据计算
28.某框架结构梁,在竖向荷载作用下,梁端弯矩$M_{A}=80kN\cdotm$,$M_{B=-60kN\cdot m$,梁跨度$I=6m$,试计算梁的跨中弯矩-解根据结构力学方法,利用梁端弯矩和跨度计算跨中弯矩
29.某钢筋混凝土柱,截面尺寸$八1:imes h二400mm\t imes400mm$,采用C25混凝土,HRB335钢筋,承受偏心压力,偏心距$e=100mm$,轴向压力设计值$N=800kN$,试判断该柱是大偏心受压还是小偏心受压-解先计算初始偏心距$e_{i}=e+e_{a}$$e」a}$为附加偏心距,再根据相关公式判断
30.某钢结构桁架,某杆件承受轴心拉力$N=180kN$,杆件采用双角钢$2L75\times6$,试验算杆件的强度-解查双角钢$2L75vtimes6$的截面积$人$,$f二215N/mm{2}$,$\s igma=\f rac{N}{A}$,验算$\s igma\I eqf$
031.某砌体房屋,墙体采用MU10烧结多孔砖,M5混合砂浆砌筑,墙厚$b=190mm$,计算高度$H_{0}=
3.6m$,试计算墙体的高厚比并判断是否满足规范要求(假设规范要求高厚比不超过24)-解高厚比$\beta=\frac{H_{0}}{b}=\frac{3600}{1901\approx
18.95\lt24$,满足规范要求
32.某土样,经试验测得孔隙比$e=
0.8$,饱和度$S_{“二90\%$,土粒比重$6_拈}二
2.7$,试计算土的含水量$w$o一解$w=\f rac{S_{r}e){G_{s}}=\f rac{
0.9\t imesO.8){
2.7}\approxO.267二
26.7\%$o
33.某独立基础,底面尺寸$八七imesI=2m\t imes
2.5m$,基础埋深$d=
1.8m$,上部结构传至基础顶面的竖向力标准值$F_{k}=1000kN$,水平力标准值$H」k}=100kN$,试计算基础底面边缘的最大和最小压力-解先计算基础底面的平均压力$p_{k}$,再根据偏心荷载作用下基础底面压力计算公式$p_{kmax}=\frac{F_{k}+G_{k}}{A}+\f rac{M_{k}}{W}$,$p_{kmin}=\frac{F_{k}+G_{k}}{A}-\frac{M_{k}}{W}$计算最大和最小压力,其中$M_{k}=H_{k}h$($卜$为基础高度),$W=\frac{br{2)){6)$o
34.某桥梁斜拉桥,某根斜拉索的拉力设计值$T=500kN$,斜拉索采用钢绞线,直径$d=
15.2mm$,试计算斜拉索所需的根数-解查钢绞线的抗拉强度设计值$f_{pt}$,计算单根钢绞线的截面积$A_{p}=\frac{\pi不{2}}{4}$,单根钢绞线的拉力承载能力$N_{p}=f_{pt}A_{p}$,所需根数$\frac{T}{N_{p}}$
35.某高层建筑结构,在风荷载作用下,结构顶点的水平位移$u二50ml4,结构总高度$H=60m$,试计算结构的顶点位移角并判断是否满足规范要求(假设规范要求顶点位移角不超过1/500)-解顶点位移角$\theta=\frac{u}{H}=\frac{50}{60000}=\frac{1}{1200}\lt\frac{11{500)$,满足规范要求
36.某钢筋混凝土受弯构件,在正截面承载力计算时,计算得到的受压区高度$x=120mm$,截面有效高度$h_{0}=400mm$,试判断该构件是否超筋-解对于适筋梁,$x\leq\xi_{b}h_{0]$,假设采用C30混凝土,HRB400钢筋,$\xi_{bl=
0.55$,$\x i_{b}h_{0}=
0.55\t imes400二220mm\gt120mm$,不超筋
37.某钢结构梁,截面为焊接工字形,跨度$1二8m$,承受均布荷载$q=20kN/m$,试计算梁的最大挠度并判断是否满足规范要求(假设规范要求梁的挠度不超过$1/400$)-解根据梁的挠度计算公式计算最大挠度,再与$1/400$比较
38.某砌体结构房屋,设直圈梁,圈梁截面尺寸$b\t imesh-240mm\times180mm$,采用C20混凝土,HRB335钢筋,圈梁纵筋为$4\Phi10$,试计算圈梁的纵向钢筋截面积$人_拈}$o_解$A_{s}=4\t imes\f rac{\p i\t imes1012}}{4}二4\t imes
78.5=314mm{2}$o
39.某土坡,采用抗滑桩加固,抗滑桩间距$S二3m$,桩长$l二10m$,桩径$d=1m$,试计算每根抗滑桩分担的滑坡推力-解根据土坡的滑坡推力分布和桩间距等计算每根抗滑桩分担的滑坡推力
40.某桥梁悬索桥,主缆的拉力设计值$T=8000kN$,主缆采用钢丝绳,钢丝绳的抗拉强度设计值$f=1500MPa$,试计算主缆所需的钢丝绳截面积$A$_解$A=\frac{T}{f}=\frac{8000\times10{3}}{1500]=
5333.33mm^{2}$o
41.某高层建筑剪力墙结构,在地震作用下,某层剪力墙的层间位移$\Delta u=20mm$,层高$h=3m$,试计算该层的层间位移角并判断是否满足规范要求(假设规范要求层间位移角不超过1/800)-解层间位移角$\theta=\frac{\Deltau}{h}=\frac{20}{3000}=\frac{1}{150}\gt\frac{1}{800)$,不满足规范要求
42.某钢筋混凝土柱,在偏心受压承载力计算时,计算得到的纵向受压钢筋截面积$A』s「二600mnT{2}$,试根据构造要求确定纵向受压钢筋的根数和直径-解根据柱的截面尺寸和构造要求,选择合适的钢筋直径和根数,使钢筋截面积满足计算要求
43.某钢结构节点,采用焊接连接,焊缝长度$l」w}二150mm$,焊件厚度$t=8mm$,承受剪力$丫二120kN$,试验算焊缝的抗剪强度-解查焊缝的抗剪强度设计值$f_{v T{w}$,计算焊缝的抗剪应力$\tau=\frac{V}{l_{w}t}$,验算$\tau\leq f_{v「{w}$
44.某砌体墙,墙高$H二5m$,墙厚$b=240mm$,采用MU10烧结普通砖,M
7.5混合砂浆砌筑,承受轴心压力,试计算墙的承载力-解:$f=
1.69N/mnT{2}$,$A二240\t imes1000=240000载共同作用下在多余约束处的位移与原结构该点位移相等的条件建立力法方程一位移法的基本原理和计算步骤确定基本未知量包括节点角位移和线位移,建立位移法典型方程,计算系数和自由项,求解基本未知量,再计算内力例如,对于一个简单的刚架,先确定节点的角位移和线位移个数,以这些位移作为基本未知量,根据平衡条件建立位移法方程-力矩分配法的基本概念和计算过程掌握转动刚度、分配系数和传递系数的概念,通过多次分配和传递计算杆端弯矩如在一个连续梁中,先计算各杆的转动刚度和分配系数,然后将节点不平衡力矩进行分配和传递,逐步逼近真实的杆端弯矩
二、结构设计原理
1.钢筋混凝土结构-钢筋和混凝土的材料性能了解钢筋的强度等级、力学性能如屈服强度、极限强度、伸长率等,以及混凝土的强度等级、弹性模量、徐变和收缩等性能例如,HRB400钢筋的屈服强度标准值为400N/mm2-受弯构件正截面承载力计算掌握单筋矩形截面和双筋矩形截面的计算方法,包括基本公式的推导和适用条件如单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式$M\I eq\a Ipha_⑴f_{c}bx h_{0}-\frac{x}{2}$,其中$M$为弯矩设计值,$\a Ipha_{1}$为系数,$f」c}$为混凝土轴心抗压强度设计值,$b$为截面宽度,$x$为受压区高度,$h_{0}$为截面有效高度-受弯构件斜截面承载力计算包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力的计算斜截面受剪承载力计算公式$V\leqO.7f_{t}bh_{0}+f_{yv\f rac{A_{sv}}{s}h_{0}$,其中$V$为剪力设计值,为混凝土轴心抗拉强度设计宿,$f_{yv}$为箍筋抗拉强度设计值,$A」sv$为箍筋截面面积,$s$为箍筋间距-受压构件承载力计算区分轴心受压构件和偏心受压构件,掌握其计算方法对于轴心受压构件,计算公式$N\leqO.9\varphi f_{c}A+f_{y}1A_{s]$,其中$N$为轴向压力设计值,$\varphi$为稳定系数,$A$为构件截面面积,$f_{y}$为纵向钢筋抗压强度设计值,$A」s「$为纵向受压钢筋截面面积-受拉构件承载力计算包括轴心受拉构件和偏心受拉构件的计算轴心受拉构件的计算公式$N\Ieq f_{yA_{s}$,其中$N$为轴向拉力设计值,$f_{y$为钢筋抗拉强度设计值,$A_{s$为纵向受拉钢筋截面面积
2.钢结构-钢材的性能了解钢材的力学性能如屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能等、化学成分对钢材性能的影响以及钢材的疲劳性能例如,Q235钢材的屈服强度标准值为235N/mm2-钢结构连接掌握焊接连接和螺栓连接的构造要求和计算方法焊接连接要考虑焊缝的强度计算,如对接焊缝的强度计算公式$f_{tr{w}=\frac{N}{l_{w}t}\leq f_{t}[w}$,其中$N$为焊缝所受拉力,为焊缝计算长度,$t$为焊件厚度,$f」t}】w}$为对接焊缝抗拉强度设计值螺栓连接要考虑螺栓的受剪和承压计算-轴心受力构件计算包括轴心受拉构件和轴心受压构件的强度、刚度和稳定性计算轴心受压构件的稳定性计算要考虑长细比的影响,计算公式$\介20式{\varphi A}\I eqf$,其中$N$为轴向压力设计值,轴心受压构件的稳定系数,$A$为构件截面面积,$f$为钢材的抗压强度设计值-受弯构件计算包括梁的正截面抗弯强度、斜截面抗剪强度和整体稳定性计算梁的正截面抗弯强度计算公式$\frac{M}{\gamma_{x}W_{nx\leq f$,其中$M$为弯矩设计值,$\gamma_{x}$为截由塑屉发展系数,$W_{nx}$为净截面抵抗矩,$f$为钢材的抗弯强度设计值-拉弯和压弯构件计算掌握拉弯和压弯构件的强度和稳定性计算方法压弯构件的稳定性计算要考虑弯矩作用平面内和平面外的稳定性
3.砌体结构-砌体材料的性能了解砖、砌块和砂浆的强度等级和力学性能例如,烧结普通砖的强度等级有MU
10、MU15等-无筋砌体构件承载力计算包括轴心受压构件、偏心受压构件和受剪构件的计算轴心受压构件的计算公式$N\leq\varphi fA$,其中$N$为轴向压力设计值,$力@用$为高厚比和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影响系数,$f$为砌体的抗压强度设计值,$A$为构件截面面积-配筋砌体构件承载力计算掌握网状配筋砖砌体和组合砖砌体的计算方法网状配筋砖砌体的计算公式$N\leq\varphi_{n}f_{n}A$,其中$\varphi_{n}$为网状配筋砖砌体的受压承载力影响系数,$f」n}$为网状配筋砖砌体的抗压强度设计值-砌体结构的构造要求包括墙、柱的高厚比限值伸缩缝和沉降缝的设置、圈梁和构造柱的构造等例如,墙、柱的高厚比应满足一定的限值,以保证其稳定性
三、地基与基础
1.土的物理性质和工程分类-土的三相比例指标掌握土的含水量、密度、孔隙比、孔隙率等指标的定义和计算方法例如,土的含水量$w=\f rac{m_{w]]{m_s}\t imes100\%$,其中$m_{w}$为土中水的质量,$m_{s}$为土中固体颗粒的质量-土的压实性了解土的压实原理和影响压实效果的因素,如含水量、压实功等在一定的压实功作用下,存在一个最优含水量,此时土的压实效果最好-土的工程分类根据土的颗粒级配、塑性指数等指标对土进行分类,如碎石土、砂土、粉土和黏性土等
2.地基中的应力和变形-自重应力和附加应力计算自重应力是指土的自重引起的应力,计算公式$\$18012_42}=\gamma z$,其中$\gamma$为土的重度,$z$为计算点深度附加应力是指建筑物荷载在地基中引起的应力,可采用分层总和法等方法计算-地基变形计算掌握分层总和法计算地基沉降的步骤,包括确定计算深度、分层、计算各层的附加应力、计算各层的压缩量和总沉降量
3.地基承载力-地基承载力的确定方法包括按理论公式计算、按原位测试方法确定和按工程经验确定等如根据太沙基公式计算地基极限承载力$p_{u}二cN_{c}+\gamma bN_{q+\f rac{1}{2}\gamma BN_{\gamma$,其中$c$为土的黏聚力,$\gamma$为土的重度,$b$为基础宽度,$N_{c$x$N_{q}$、$也{黄2巾一}$为承载力系数-浅基础地基承载力的验算验算基础底面的平均压力和边缘最大压力是否满足要求,即$p\leq千_匕}$和$p_{max}\Ieq
1.2f_{a}$,其中$p$为基础底面平均压力,$p_max$为基础底面边缘最大压力,$f_、}$为修正后的地基承载力特征值
4.浅基础设计-基础类型的选择根据建筑物的荷载大小、地质条件、基础埋深等因素选择合适的基础类型,如独立基础、条形基础、筏形基础等-基础尺寸的确定包括基础底面面积、基础高度等的确定对于轴心受压基础,基础底面面积$A=\frac{F_{k}}-\gamma_{G}d$,其中$F_{k}$为上部结构传至基础顶面的竖向力标准值,$\82010^_伯}$为基础及回填土的平均重度,$d$为基础埋深-基础内力计算和配筋设计对于钢筋混凝土基础,要计算基础的弯矩、剪力等内力,并进行配筋设计
5.桩基础-桩的分类按桩的承载性状分为摩擦桩和端承桩,按桩的施工方法分为预制桩和灌注桩等-单桩竖向承载力的确定可通过静载试验、经验公式等方法确定单桩竖向极限承载力标准值$Q」uk}二Q_{sk+Q_{pk}$,其中$0_加1$为单桩总极限侧阻力标准值,$Q_{pk}$为单桩总极限端阻力标准值-群桩基础的承载力和沉降计算考虑群桩效应的影响,群桩基础的承载力和沉降计算方法与单桩有所不同
四、高层建筑结构
1.高层建筑结构体系-框架结构了解框架结构的受力特点和适用范围,掌握框架结构的内力分析和设计方法框架结构的侧向刚度较小,适用于高度较低的建筑-剪力墙结构掌握剪力墙结构的分类(如整体墙、小开口整体墙、联肢墙等)和受力特点,以及剪力墙的设计方法剪力墙结构的侧向刚度较大,适用于较高的建筑-框架-剪力墙结构了解框架-剪力墙结构的协同工作原理,掌握其内力分配和设计方法框架-剪力墙结构综合了框架结构和剪力墙结构的优点-筒体结构包括框架筒体结构、筒中筒结构和束筒结构等,了解其受力特点和设计要点筒体结构具有良好的空间受力性能,适用于超高层建筑
2.高层建筑结构设计原则-概念设计考虑结构的规则性、整体性、均匀性等因素,避免结构出现薄弱环节例如,结构的平面和竖向布置应尽量规则,减少扭转效应-荷载作用考虑竖向荷载、风荷载和地震作用等对高层建筑结构的影响风荷载和地震作用是高层建筑结构设计的主要控制荷载-结构分析方法采用合适的结构分析方法,如底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法等对于高度较高或体型复杂的高层建筑,应采用振型分解反应谱法或时程分析法进行地震作用分析
3.高层建筑结构的抗震设计-抗震设计的基本要求包括抗震设防目标、抗震等级的确定等我国建筑抗震设计的三个水准目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒”-结构抗震计算计算结构在地震作用下的内力和位移,进行结构的抗震验算如在进行框架结构的抗震设计时,要计算框架柱和框架梁的地震内力,并进行截面抗震承载力验算-抗震构造措施采取合理的抗震构造措施,如设置钢筋混凝土构造柱、圈梁等,提高结构的抗震性能
五、桥梁结构
1.桥梁的分类和组成-桥梁的分类按结构体系分为梁式桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥等,按用途分为公路桥、铁路桥、公铁两用桥等-桥梁的组成包括上部结构、下部结构和附属设施上部结构是指桥梁跨越障碍的结构部分,如梁、拱等;下部结构包括桥墩、桥台和基础;附属设施包括桥面系、伸缩缝、栏杆等
2.梁式桥设计-简支梁桥掌握简支梁桥的受力特点和设计方法,包括主梁的内力计算、截面设计和配筋设计等简支梁桥的受力明确,设计相对简单-连续梁桥了解连续梁桥的受力特点和设计要点,如连续梁桥的内力分布与简支梁桥不同,存在负弯矩区
3.拱桥设计-拱桥的受力特点拱桥主要承受压力,其拱轴线的形状对拱桥的受力性能有很大影响-拱桥的设计方法包括拱圈的内力计算、截面设计和拱上建筑的设计等
4.悬索桥和斜拉桥设计-悬索桥了解悬索桥的组成和受力特点,掌握主缆、吊杆和加劲梁的设计方法悬索桥的主缆是主要的承重构件-斜拉桥了解斜拉桥的组成和受力特点,掌握斜拉索、主梁和索塔的设计方法斜拉桥通过斜拉索将主梁的荷载传递到索塔上
六、抗震设计
1.地震作用计算-地震作用的基本概念了解地震的成因、地震波的类型和地震作用的特点地震作用是一种间接作用,是由地面运动引起的结构惯性力-底部剪力法适用于高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构底部剪力法的计算公式$F_{Ek}=\alpha_{1}G_{eq}$,其中$F_{Ek$为结构总水平地震作用标准值,$\alpha_{1}$为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数,$G_{eq}$为结构等效总重力荷载-振型分解反应谱法考虑结构的多个振型对地震作用的贡献,计算结构在地震作用下的内力和位移振型分解反应谱法的计算步骤包括确定结构的自振频率和振型、计算各振型的地震作用、采用平方和开平方的方法组合各振型的地震作用效应-时程分析法直接输入地震波,对结构进行动力时程分析,计算结构在地震作用下的内力和位移随时间的变化过程时程分析法适用于特别不规则、特别重要的结构
2.结构抗震验算-截面抗震承载力验算采用地震作用效应和其他荷载效应的基本组合,对结构构件的截面进行抗震承载力验算验算公式为$S\leqR/\gamma_{在}$,其中$S$为地震作用效应和其他荷载效应的基本组合设计值,$R$为结构构件的承载力设计值,$\82112_{1^}$为承载力抗震调整系00数-结构弹性和弹塑性位移验算弹性位移验算主要是控制结构在多遇地震作用下的位移,保证结构的正常使用功能;弹塑性位移验算主要是控制结构在罕遇地震作用下的位移,防止结构发生倒塌
3.抗震构造措施-混凝土结构的抗震构造措施包括梁、柱、节点等的配筋构造要求,如梁的箍筋加密区、柱的轴压比限制等-钢结构的抗震构造措施包括钢材的选用、连接方式、构件的稳定等方面的要求-砌体结构的抗震构造措施包括设置构造柱、圈梁、加强墙体之间的连接等
七、结构试验
1.结构试验的分类和目的-结构试验的分类按试验目的分为生产性试验和研究性试验,按试验对象分为原型试验和模型试验,按试验加载方式分为静力试验和动力试验等-结构试验的目的通过结构试验验证结构设计理论和计算方法的正确性,检验结构的承载能力和使用性能,研究结构在各种荷载作用下的力学性能等
2.结构试验的加载设备和测量仪器-加载设备包括液压加载器、千斤顶、4去码等液压加载器可以提供较大的加载力,且加载过程可以精确控制-测量仪器包括位移传感器、应变片、加速度传感器等位移传感器用于测量结构的位移,应变片用于测量结构的应变,加速度传感器用于测量结构的加速度
3.结构试验的数据分析和结果处理-数据分析对试验测量得到的数据进行整理、分析,如计算平均值、标准差等统计参数-结果处理根据试验数据分析结果,对结构的性能进行评价,如判断结构是否满足设计要求等练习题。
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