2023年河北专升本混凝土结构设计原理考试大纲

I.  课程简介

一、内容概述与要求

《混凝土结构设计原理》是土木工程类相关专业很重要的一门专业基础课程，是土木工 程类相关专业学生在专科升本科入学考试时的一门考试科目。

课程主要内容包括混凝土结构的材料性能、混凝土结构的设计原则、钢筋混凝土结构基 本受力构件 (轴心受力构件、受弯构件、偏心受力构件等) 的承载力计算、钢筋混凝土构件 的裂缝与变形及耐久性、预应力混凝土构件设计的基本概念等。

通过课程的学习，考生应建立混凝土结构的基本概念，熟悉混凝土结构的材料性能，明 确混凝土结构的设计原则，理解混凝土结构的设计原理，掌握常用混凝土结构基本受力构件 结构设计的方法及技术，能熟练地对常用混凝土结构基本受力构件进行承载力计算，能对常 见的混凝土结构工程问题进行基本的分析。

二、考试形式与试卷结构

考试采用笔试、闭卷形式，全卷满分为 150 分，考试时间为 75 分钟。

考卷题型分有是非判断题、单项选择题、填空题、简答题和计算题。是非判断题、单项 选择题和填空题共占 40~60 分，简答题占 30~50 分，计算题占40~50 分。

II. 知识要点与考核要求

一、混凝土结构的基本概念

1. 知识范围

混凝土结构 钢筋混凝土结构

2. 考核要求

( 1)    了解混凝土结构的种类及各自的适用范围，了解钢筋混凝土结构的优缺点。

(2)   理解钢筋混凝土结构的基本工作原理，理解钢筋的作用。

二、混凝土结构的材料性能

( 一) 钢筋

1. 知识范围

普通钢筋  预应力筋

2. 考核要求

( 1)    了解混凝土结构所用钢筋的种类，掌握普通钢筋的工程符号。

(2)   掌握普通钢筋的受拉应力-应变曲线的特点，掌握普通钢筋屈服强度的工程意义。

(3)   掌握衡量钢筋塑性性能的两个指标——伸长率和冷弯性能的工程意义。

(4)    了解中高强度钢丝、钢绞线的受拉应力-应变曲线特点，理解条件屈服强度的含义。

(5)   理解混凝土结构对受力钢筋的性能要求，掌握普通钢筋的选用原则。

(二) 混凝土

1. 知识范围

混凝土强度等级  混凝土强度  混凝土变形

2. 考核要求

( 1)   掌握混凝土强度等级的工程意义及其确定依据。

(2)   掌握混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度的工程意义，了解其标 准值的测定方法。

(3)   理解影响混凝土抗压强度的主要因素及其影响机理。

(4)   掌握混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度之间的大小关系。

(5)   理解受压混凝土一次短期加载的应力-应变曲线的特点及峰值应变、极限应变。

(6)   理解混凝土徐变、收缩的概念，理解影响混凝土徐变、收缩的主要因素及影响规律。

(7)   理解混凝土徐变、收缩对结构的影响。

(8)   掌握混凝土的选用原则。

(三) 钢筋与混凝土的粘结

1. 知识范围

粘结  粘结力  粘结应力  粘结强度

2. 考核要求

( 1)   理解钢筋与混凝土粘结的基本概念及其工程意义。

(2)   理解粘结力、粘结应力、粘结强度的定义。

(3)   理解粘结应力的分布特点。

(4)   掌握粘结力的组成。

(5)   理解影响粘结强度的因素。

(6)   掌握保证粘结强度的措施。

三、混凝土结构的设计原则

( 一) 结构可靠度

1. 知识范围

结构作用  作用效应  结构抗力  结构功能要求  结构功能函数  结构可靠指标  结

构安全等级

2. 考核要求

( 1)   理解结构作用、作用效应、结构抗力的概念。

(2)   理解直接作用和间接作用的定义，会判断某种作用属于直接作用还是间接作用。

(3)   理解结构上的直接作用(荷载)按时间变异的分类，能判断常见荷载属于哪类荷载。

(4)   理解结构的功能要求，掌握结构功能要求的内容。

(5)   理解结构功能函数的含义。

(6)   理解结构可靠性、可靠度、可靠指标的定义及其工程意义。

(7)   掌握结构安全等级的划分原则。

(二) 荷载和材料强度

1. 知识范围

荷载标准值  混凝土强度标准值  钢筋强度标准值

2. 考核要求

( 1)   掌握永久荷载标准值、可变荷载标准值的概念。

(2)   理解永久荷载标准值、可变荷载标准值的确定方法。

(3)   理解材料强度标准值的定义

(4)   掌握 C30 、HRB335 等符号的含义。

(5)   掌握材料强度的设计值与标准值的数量关系。

(三) 极限状态设计法

1. 知识范围

极限状态  承载能力极限状态  正常使用极限状态  结构设计状况

2. 考核要求

( 1)   理解极限状态的概念。

(2)   掌握两种极限状态——承载能力极限状态和正常使用极限状态的具体内容。

(3)   理解结构的持久设计状况、短暂设计状况、偶然设计状况及地震设计状况。

(四) 极限状态设计表达式

1. 知识范围

承载能力极限状态设计表达式  正常使用极限状态设计表达式  组合效应设计值  荷

载分项系数  可变荷载代表值

2. 考核要求

( 1)   理解承载能力极限状态设计表达式与正常使用极限状态设计表达式及两者的区别。

(2)   掌握结构作用基本组合的效应设计值的取值原则，掌握永久作用、可变作用的分项 系数的取值技术。

(3)   理解结构作用的标准组合、频遇组合、准永久组合及其适用情况。

(4)   理解可变作用的频遇值、准永久值与其标准值之间的数量关系。

四、钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力的计算

( 一) 轴心受拉构件正截面承载力计算

1. 知识范围

受力过程  破坏特征  正截面承载力

2. 考核要求

( 1)   理解轴心受拉构件从加载到破坏的三个工作阶段的特点。

(2)   掌握轴心受拉构件正截面承载力计算的公式和方法。

(二) 轴心受压构件正截面承载力计算

1. 知识范围

普通箍筋柱  螺旋箍筋柱  稳定系数  正截面承载力

2. 考核要求

( 1)   掌握普通箍筋柱和螺旋箍筋柱的箍筋配置特点，理解两种构件的箍筋的作用。

(2)   理解稳定系数的工程意义，掌握稳定系数的确定技术。

(3)   能熟练进行普通箍筋柱的轴心受压正截面承载力的计算 (截面设计、截面复核)。

(4)    了解螺旋箍筋柱比同条件普通箍筋短柱正截面受压承载力提高的原因。

(5)   理解普通箍筋柱的构造要求，了解螺旋箍筋柱的构造要求。

五、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的计算

( 一) 受弯构件正截面受力特性

1. 知识范围

梁  板  纵筋配筋率  破坏形态  适筋梁正截面受力全过程

2. 考核要求

( 1)    了解梁、板的区别，理解受弯构件中纵筋的布置原则，掌握纵筋配筋率的计算。

(2)   掌握受弯构件正截面的三种破坏形态——少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏的条件、 特征和属性及其根本区别。

(3)   理解适筋梁正截面受力全过程的三个阶段及其特点，掌握第 Ia 阶段、第Ⅱa 阶段、 第Ⅲa 阶段是哪些设计计算工作的基础。

(二) 受弯构件正截面承载力计算方法

1. 知识范围

基本假定  单筋矩形截面  双筋矩形截面  单筋 T 形截面  相对受压区高度  最小配筋率  正截面承载力

2. 考核要求

( 1)   理解钢筋混凝土构件正截面承载力计算的基本假定。

(2)   掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面、单筋 T 形截面受弯构件的纵筋配置特点。

(3)   理解界限破坏的定义，理解相对界限受压区高度的确定方法，掌握相对界限受压区 高度判别适筋破坏和超筋破坏的技术。

(4)   理解单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的计算图式，掌握单筋矩形截面受弯构件 正截面承载力计算的公式及其适用条件。

(5)   能熟练进行单筋矩形截面受弯构件的纵筋设计和正截面承载力复核。

(6)   掌握受弯构件纵向受拉钢筋最小配筋率的取值原则。

(7)   掌握双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的公式和适用条件，能进行双筋矩形 截面受弯构件的纵筋设计和正截面承载力复核。

(8)   理解 T 形截面的翼缘计算宽度，理解第一类、第二类单筋 T 形截面的判别条件。

(9)   掌握单筋 T 形截面梁的正截面承载力计算公式和适用条件，基本能进行单筋 T 形 截面梁的正截面承载力计算 (截面设计、截面复核)。

( 10) 理解受弯构件的构造要求，掌握受力纵筋的净距要求。

六、钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力的计算

( 一) 受弯构件斜截面受力分析及破坏形态

1. 知识范围

斜裂缝  腹筋  破坏形态  剪跨比  配箍率

2. 考核要求

( 1)    了解受弯构件常见的两种斜裂缝，理解受弯构件腹筋——箍筋、弯起筋的作用。

(2)   掌握无腹筋梁、有腹筋梁斜截面三种破坏形态——斜拉破坏、斜压破坏、剪压破坏 的发生条件及特点，掌握保证钢筋混凝土受弯构件斜截面只会发生剪压破坏的条件。

(3)   理解影响受弯构件斜截面受剪性能的主要因素及其影响机理。

(4)   掌握剪跨比、配箍率的定义，掌握受弯构件配箍率和最小配箍率的计算技术。

(二) 受弯构件斜截面设计方法

1. 知识范围

斜截面受剪承载力  公式上限  公式下限  斜截面受弯承载力  纵筋弯起  纵筋截断

纵筋锚固  纵筋搭接

2. 考核要求

( 1)   掌握受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式及其适用条件 (公式上限、公式下限)。

(2)   掌握受弯构件斜截面受剪承载力计算 (截面设计、截面复核) 的过程及技术，能熟练进行受弯构件斜截面受剪承载力计算 (截面设计、截面复核)。

(3)   理解斜截面受弯承载力的概念，理解抵抗弯矩图的概念，理解抵抗弯矩图包住弯矩 图的工程意义，理解纵筋弯起、截断的合理技术，掌握纵筋弯起点的位置指标。

(4)    了解纵筋的锚固长度、延伸长度、搭接长度的工程意义及技术要求。

七、钢筋混凝土偏心受力构件承载力的计算

( 一) 矩形截面单向偏心受压构件正截面承载力计算

1. 知识范围

破坏形态  P-δ效应  附加偏心距  初始偏心距  偏心距调节系数  弯矩增大系数  弯 矩设计值  正截面承载力  构造要求

2. 考核要求

( 1)   掌握单向偏心受压构件正截面的破坏形态——大偏心受压破坏和小偏心受压破坏 的突出特征。

(2)   掌握判别大、小偏心受压破坏的条件。

(3)    了解 P-δ效应及其主要影响因素。

(4)   掌握可不考虑轴向压力所产生的附加弯矩影响的判断条件。

(5)   掌握附加偏心距、初始偏心距、偏心距调节系数、弯矩增大系数的计算技术。

(6)   会正确计算除排架结构柱以外的偏心受压构件的弯矩设计值。

(7)   掌握矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式和适用条件，理解矩形截面小 偏心受压构件正截面承载力计算公式和适用条件。

(8)   掌握矩形截面大、小偏心受压构件在不对称配筋截面设计时两种钢筋面积均未知的 补充条件。

(9)   能进行不对称配筋的矩形截面大偏心受压构件的截面设计。

( 10) 掌握对称配筋的矩形截面大偏心受压构件的截面设计方法和技术。

( 11) 能熟练地进行对称配筋的矩形截面大偏心受压构件的截面设计。

( 12) 理解矩形截面偏心受压构件承载力的截面校核技术。

( 13) 掌握矩形截面偏心受压构件的垂直弯矩作用平面的承载力校核技术。

( 14) 理解矩形截面偏心受压构件的构造要求，掌握其中的基本构造要求。

(二) 矩形截面单向偏心受拉构件正截面承载力计算

1. 知识范围

大偏心受拉构件  小偏心受拉构件

2. 考核要求

( 1)   理解矩形截面偏心受拉构件大、小偏心受拉破坏的判别条件。

(2)   理解矩形截面大、小偏心受拉构件正截面承载力的计算公式。

(三) 矩形截面单向偏心受力构件斜截面受剪承载力

1. 知识范围

矩形截面偏心受力构件斜截面受剪承载力

2. 考核要求

( 1)   理解矩形截面偏心受压、偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算公式。

(2)   理解轴向压力、轴向拉力对偏心受力构件斜截面受剪承载力的影响规律。

八、钢筋混凝土构件的裂缝、变形和耐久性

( 一) 裂缝宽度验算

1. 知识范围

裂缝成因  裂缝控制等级  裂缝宽度限值  裂缝宽度减小措施

2. 考核要求

( 1)    了解引起混凝土结构构件裂缝的原因。

(2)   掌握混凝土结构裂缝控制等级的分级及各级要求。

(3)   理解裂缝最大宽度的计算依据(指对应于受弯构件正截面受力全过程的哪个阶段)。

(4)   理解《混凝土结构设计规范》对钢筋混凝土构件最大裂缝宽度的验算规定。

(5)    了解按粘结-滑移理论计算裂缝宽度时的平均裂缝间距与平均裂缝宽度的关系，了解平均裂缝间距的影响因素，了解钢筋应变不均匀系数的物理意义，理解最大裂缝宽度与平均裂缝宽度的关系。

(6)   理解改变纵筋直径、混凝土保护层厚度和纵筋配筋率时最大裂缝宽度的变化规律， 理解荷载长期作用下裂缝宽度加大的原因，掌握减小受弯构件裂缝宽度的有效措施。

(二) 受弯构件挠度验算

1. 知识范围

挠度验算要求  短期刚度  长期刚度  最小刚度原则

2. 考核要求

( 1)   掌握规范中挠度验算的要求，理解挠度的计算依据 (指哪个阶段)。

(2)   理解钢筋混凝土梁的截面刚度的含义，理解钢筋混凝土梁截面刚度的特点，即理解 荷载大小、截面位置、时间、配筋率对截面刚度的影响。

(3)   理解短期刚度、长期刚度的定义，理解两者之间的大小关系。

(4)   理解最小刚度原则的含义，理解简支梁、连续梁刚度取值办法。

(5)   理解提高钢筋混凝土梁截面刚度、减小梁挠度的有效措施。

(三) 耐久性设计

1. 知识范围

耐久性  影响因素  材料耐久性要求

2. 考核要求

( 1)   理解混凝土结构耐久性的定义。

(2)   理解影响混凝土结构耐久性的主要因素。

(3)    了解材料耐久性的基本要求。

(4)    了解提高混凝土结构耐久性的措施。

九、预应力混凝土构件设计的基本概念

1. 知识范围

预应力混凝土定义  先张法  后张法  材料要求  张拉控制应力  预应力损失

2. 考核要求

( 1)    了解钢筋混凝土受弯构件在大跨、重载时的局限性。

(2)   理解预应力混凝土结构的定义，了解预应力混凝土结构的优缺点。

(3)    了解预应力混凝土构件对材料的要求。

(4)   理解预应力混凝土构件先张法、后张法的施工工序及工作原理。

(5)   理解张拉控制应力的上限和下限的取值及限值原因。

(6)   理解引起预应力损失的各种原因及减小各种预应力损失的措施