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2022年碩士學位研究生招生考試業務課考試大綱

考試科目：土木工程綜合 代碼：956

考試基本要求：

《土木工程綜合》由3部分組成，第1部分所有考生都需作答，該部分分值為30分;第2部分和第3部分為選做內容，考生需根據報考方向選擇其中一個部分完成(如考生兩部分都完成了，則只計第2部分成績)，該部分分值為120分。

3部分的詳細考試大綱見附件。

考試方式和考試時間

采用閉卷筆試形式，試卷滿分為150分，以問答題和計算題為主，考試時間為3小時。

附1：第1部分考試大綱

第1部分考試內容的對應課程是《土木工程概論》，具體大綱如下：

土木工程概論是一門專業基礎課。考生要較全面了解土木工程所涵蓋的內容、范圍，及時了解土木工程領域國內外最新技術成就和信息，熟練掌握土木工程基本概念、特征、分類，熟悉基本理論與方法，具備一定的分析和綜合能力。

考查目標：

1.熟悉土木工程的特點，了解其發展歷史及發展趨勢。

2.熟悉土木工程材料的工程應用、土木工程結構型式，熟悉地基基礎及地下工程、建筑工程、道路土建工程、橋梁工程、港口及水利工程。

3.熟悉土木工程的建設程序，熟悉土木工程財務評價及可行性研究，掌握土木工程項目管理的基本內容與方法，熟悉土木工程防災減災。

4.能夠正確認識土木工程師應具備的知識結構體系。

5.熟悉土木工程領域的新技術、新知識，適應技術、經濟與社會環境的變化，了解土木工程可持續發展。

考試內容

一、緒論

1.掌握土木工程的概念、內涵、特點及其重要性;

2.了解土木工程的發展演變過程，了解土木工程可持續發展;

3.了解土木工程師的專業能力。

二、土木工程材料

1.熟悉土木工程材料;

2.了解新型土木工程材料的性質及適用性;

三、地基基礎及地下工程

1.了解巖土工程，了解一般建筑場地和地基;

2.熟悉基礎工程，了解常用的地基處理方法;

3.熟悉幾種常見的地下工程。

四、建筑工程

1.掌握建筑結構基本構件，熟悉建筑工程的主要類型及其結構型式;

2.熟悉結構構件;

3.掌握土木工程結構的基本功能與結構要求。

五、交通工程

1.熟悉道路工程、鐵路工程;

2.了解機場工程;

3.掌握橋梁工程的分類、組成和基本結構型式;

4.了解橋梁工程、橋梁技術的發展方向。

六、港口與水利水電工程

1.熟悉港口工程，了解港址的選擇要求;

2.了解我國港口工程未來的發展前景;

3.熟悉農田水利工程、水利樞紐工程。

七、土木工程施工與建設項目管理

1.了解基礎工程施工、結構工程施工;

2.熟悉施工組織設計的內容;

3.了解工程項目建設的一般程序，熟悉工程項目管理的主要模式;

4.熟悉工程項目招標與投標的程序。

八、土木工程經濟

1.熟悉資金時間價值;

2.了解土木工程財務評價;

3.熟悉項目可行性研究。

九、土木工程防災與減災

1.了解工程災害的范圍及危害，熟悉工程災害的類型與防治;

2.了解工程防災減災體系。

十、數字化技術在土木工程中的應用

1.熟悉信息化與智能化在土木工程中的應用;

2.熟悉BIM技術及其工程應用。

參考書

(1)《土木工程概論(第5版)》，葉志明 主編，高等教育出版社，2020年

(2)《土木工程概論(第2版)》，劉伯權，吳濤，黃華主編，武漢大學出版社，2017年

附2：第2部分考試大綱

第2部分考試內容的對應課程是《工程力學》，具體大綱如下：

工程力學是一門專業基礎課。考生要對力系的等效和簡化、受力分析、平衡問題、桿件的強度、剛度和穩定性問題的基本概念有明確的認識，比較熟練的掌握其基本理論和基本計算，具有一定的分析能力和實驗能力，能為后續課程的學習奠定堅實的力學基礎。本課程對能力培養的要求如下：

(1)掌握靜力學公理及其推論，能正確分析物體的受力分析、繪制受力圖;

(2)掌握力的平移定理、平面任意力系向一點簡化方法;

(3)掌握平面任意力系的平衡條件和構件系的平衡;

(4)能熟練地作桿件在基本變形(拉壓、剪切、扭轉、彎曲)下的內力圖，計算其應力和位移，并進行強度和剛度計算;

(5)對應力狀態和強度理論有明確的認識，并能將其應用于組合變形下桿件的強度計算;

(6)能對簡單靜不定問題進行分析和計算;

(7)對壓桿的穩定性有明確的認識，能計算軸向受壓桿的臨界力和臨界應力，并進行穩定較核;

(8)了解常用材料的基本力學性能，初步掌握材料力學實驗的基本方法和技能。

考試基本內容

靜力學(約占40%)，材料力學(約占60%)

第一部分：靜力學

考查目標

l 靜力學公理及其推論，能正確分析物體的受力分析、繪制受力圖。

l 力的平移定理、平面任意力系向一點簡化方法。

l 平面任意力系的平衡條件和構件系的平衡。

考試內容

一、靜力學基礎

1. 了解靜力學基本概念;

2. 掌握靜力學公理及其推論;

3. 掌握約束的概念、并能正確分析約束反力的方向及正確繪制受力圖;

4. 掌握物體受力分析的步驟和方法。

二、平面匯交力系

1. 了解平面匯交力系合成的幾何法;

2. 掌握平面匯交力系合成的解析法;

3. 掌握并應用平面匯交力系的平衡條件。

三、平面力偶系

1. 掌握力對點的矩的概念及其性質;

2. 掌握平面力偶和力偶矩的概念及性質;

3. 掌握平面力偶系的合成方法及平衡條件。

四、平面任意力系

1. 掌握力的平移定理、平面任意力系向一點簡化方法;

2. 掌握固定支座的特點;

3. 掌握平面任意力系的平衡條件和構件系的平衡;

4. 運用結點法和截面法求解桁架體系的軸力;

5. 掌握平面剛架和靜定拱的內力計算方法及內力圖的繪制。

第二部分：材料力學

考查目標

l 能熟練地作桿件在基本變形(拉壓、剪切、扭轉、彎曲)下的內力圖，計算其應力和位移，并進行強度和剛度計算。

l 對應力狀態和強度理論有明確的認識，并能將其應用于組合變形下桿件的強度計算。

l 能對簡單靜不定問題進行分析和計算。

l 對壓桿的穩定性有明確的認識，能計算軸向受壓桿的臨界力和臨界應力，并進行穩定較核。

l 了解常用材料的基本力學性能，初步掌握材料力學實驗的基本方法和技能。

考試內容

一、材料力學的基本概念

1. 了解材料力學研究的研究對象和研究任務;

2. 掌握可變形體的性質;

3. 理解材料力學的基本假設;

4. 掌握桿件變形的基本形式;

5. 了解工程構件靜力學設計的主要內容。

二、桿件的軸向拉伸和壓縮

1. 掌握拉伸與壓縮時桿件的應力與變形計算;

2. 掌握內力圖的含義和畫法;

3. 理解拉伸與壓縮桿件的強度設計準則并能熟練應用該準則進行強度校核、截面設計和荷載設計;

4. 掌握材料拉伸與壓縮實驗時的力學性能;

5. 掌握應力應變的概念及其相互關系;

6. 掌握拉伸壓縮時靜不定問題的計算;

7. 理解應力集中的含義。

三、桿件的剪切、擠壓和扭轉

1. 了解剪切、擠壓和扭轉的概念及其特點;

2. 掌握剪切和擠壓強度的實用計算;

3. 了解工程上傳遞功率的圓軸及其扭轉變形分析方法;

4. 掌握剪力互等定理以及圓軸扭轉時橫截面上的剪應力計算方法;

5. 掌握圓軸扭轉時的強度設計方法。

四、梁的彎曲

1. 了解工程中的常見彎曲構件及其力學特性;

2. 掌握與應力分析相關的截面圖形幾何性質;

3. 掌握平面彎曲時梁橫截面上的正應力的計算方法;

4. 掌握梁的強度設計準則以及斜彎曲、彎矩與軸力同時作用時梁橫截面的強度分析規律;

5. 了解梁的小撓度微分方程及其積分;

6. 掌握工程中采用的位移疊加法;

7. 掌握簡單的靜不定問題的求解方法和梁的剛度設計方法;

8. 掌握梁的合理剛度設計方法;

9. 掌握疊加法求梁的變形方法。

五、應力狀態分析與強度理論

1. 掌握平面應力的分析方法;

2. 理解點的應力狀態的概念;

3. 理解應力狀態中的主應力與最大剪應力;

4. 掌握分析應力狀態的應力圓法;

5. 理解復雜應力狀態下的應力-應變關系和應變能密度等概念;

6. 掌握工程設計中常用的四種強度理論。

六、組合變形

1. 掌握組合變形的概念;

2. 理解疊加原理及其在分析組合變形時的應用;

3. 掌握斜彎曲構件的分析;

4. 掌握偏心受壓構件的分析;

5. 了解圓軸承受彎曲與扭轉共同作用時的強度計算以及薄壁容器強度設計等工程設計方法。

七、壓桿穩定

1. 掌握兩端鉸支壓桿的臨界荷載以及歐拉公式;

2. 了解不同剛性支承對壓桿臨界荷載的影響;

3. 掌握臨界應力與臨界應力總圖及其工程用途;

4. 掌握壓桿穩定性設計的安全因數法。

參考書

(1)《工程力學(第2版)》，范欽珊主編，清華大學出版社，2012年

(2)《工程力學》，楊云芳主編，北京大學出版社，2012年

附3：第3部分考試大綱

第3部分考試內容的對應課程是《傳熱學》，具體大綱如下：

考生應掌握傳熱學的基本概念和基本理論，具備分析求解傳熱學基本問題的能力。

考查目標

l 熟練掌握導熱基本定律及導熱問題的基本分析方法，對簡單幾何形狀的常物性、穩態與非穩態導熱問題能進行熟練的分析及計算;初步掌握導熱問題數值計算的基本方法。

l 較深刻地了解對流換熱的各種影響因素，熟悉對流換熱所遵循的基本原理及相應準則的物理含義;對強迫對流換熱和自然對流換熱能做出定性判斷，并能熟練運用準則方程式進行對流換熱問題的計算。

l 掌握熱輻射的基本定律;熟悉角系數及利用輻射換熱網絡進行黑體與灰體表面間的輻射換熱計算。

l 掌握傳熱過程及復合換熱所遵循的基本規律，了解強化傳熱及削弱傳熱的基本途徑;掌握換熱器的兩種基本計算方法：平均溫差法和傳熱單元數法。

考試內容

1. 緒論

(1)傳熱學的研究對象及研究內容

(2)熱量傳遞的三種基本方式

(3)傳熱過程及熱阻

2. 導熱理論基礎

(1)基本概念——溫度場、溫度梯度、導熱系數

(2)導熱基本定律——傅立葉定律

(3)熱微分方程式及定解條件

3. 穩態導熱

(1)通過無限大平壁、無限長圓筒壁、復合壁及肋壁的導熱

(2)熱阻分析及接觸熱阻

(3)二維穩態導熱及復雜情況的穩態導熱

4. 非穩態導熱

(1)基本概念——周期性與非周期性非穩態導熱過程的特點及溫度分布

(2)對流換熱邊界條件下非穩態導熱——諾謨圖與集總參數法

(3)常熱流通量邊界條件下非穩態導熱——半無限大物體(一維)的分析解

(4)周期性變化邊界條件下非穩態導熱——半無限大物體(一維)的分析解

5. 導熱數值解法基礎

(1)有限差分法——有限差分的基本原理、求解區域及控制方程的離散

(2)穩態導熱問題的數值計算——節點方程的建立、節點方程組的求解

(3)非穩態導熱問題的數值計算——節點方程的建立和穩定性、節點方程組的求解

6. 對流換熱分析

(1)對流換熱概述——研究內容、影響因素分析、理論求解思路

(2)對流換熱微分方程組

(3)邊界層分析——流動邊界層及熱邊界層

(4)邊界層換熱積分方程組

(5)邊界層積分方程組的建立和求解

(6)動量傳遞和熱量傳遞的類比

(7)相似理論基礎——基本概念、物理現象相似條件及相似原理、對流換熱的幾個主要準則

7. 單相流體對流換熱

(1)強迫對流換熱及其實驗關聯式——管內強迫流動換熱、外掠單管及管束強迫流動換熱

(2)自然對流換熱及其實驗關聯式——大空間及有限空間自由流動換熱

(3)強迫流動與自由流動換熱并存時的綜合流動換熱

8. 凝結與沸騰換熱

(1)凝結換熱現象概述

(2)膜狀凝結換熱計算及其影響因素分析

(3)沸騰換熱現象概述——大容器飽和沸騰曲線分析、泡態沸騰換熱機理簡介

(4)大空間泡態沸騰計算

9. 輻射換熱

(1)輻射換熱的基本概念與基本定律

(2)角系數及其確定

(3)黑體間及灰體間的輻射換熱計算——空間熱阻、表面熱阻、輻射換熱的網絡求解

(4)氣體輻射——特點、氣體吸收定律、氣體的黑度和吸收率、氣體與外殼間的輻射換熱

10. 傳熱過程與換熱器

(1)復合換熱及傳熱的強化與削弱

(2)換熱器的型式與構造

(3)換熱器的計算——平均溫差法，效能—傳熱單元數法

參考書

《傳熱學》，章熙民等編，中國建筑工業出版社，第6版，2014年