高等教育自学考试复习指导书

高等教育自学考试复习指导书混凝土结构设计课程代码：2440郑州大学土木工程学院二00九年六月1《混凝土结构设计》自学考试复习指导书一、课程性质、目的和要求1.课程性质混凝土结构设计课程是建筑工程（独立本科段）专业必考的课程，是为培养和检验自学考生的混凝土结构设计的基本理论知识和应用能力，并为做毕业设计打下基础而设置的一门专业课。2.目的和要求通过对本课程的学习，能使考生理解混凝土结构按近似概率理论的极限状态设计方法，熟悉单层厂房和多高层建筑的结构形式与结构布置，掌握单层厂房、多层框架、高层剪力墙的受力特性、内力与变形计算、设计要点及主要构造措施，理解混凝土结构抗震设计的原则、要点及主要抗震构造措施，初步具有一般工业与民用建筑的混凝土结构设计能力。二、考试形式和试题结构1.考试形式本课程考试采用闭卷笔试形式，考试时间150分钟，满分为100分，及格分数为60分。2.试题结构本课程考试采用的题型有单项选择题、填空题、简答题和计算题，共4种题型40小题，具体分值如下：（1）单项选择题，每小题2分，20小题，共计40分；（2）填空题，每小题1分，10小题，共计10分；（3）简答题，每小题4分，5小题，共计20分；（4）计算题，每小题6分，5小题，共计30分。三、学习目标和复习要点第1章混凝土结构按近似概率的极限状态设计法（一）本章学习目标了解混凝土结构设计方法，理解用分项系数表达的极限状态设计表达式的基本思想。（二）本章要点、重点1）识记（1）结构的功能要求；结构的可靠性；设计使用年限，混凝土结构的两类极限状态。（2）随机现象、随机变量、随机事件；概率与频率；频率直方图；平均值、标准差和变异系数；概率密度函数、概率分布函数和特征值。（3）结构可靠度的概念、定义；用失效概率描述可靠度的方法；用可靠指标β度量结构可靠度的原理；可靠指标β的实用性与近似性。（4）目标可靠指标[β]的概念；承载能力极限状态设计表达式；荷载、荷载效应和荷载效应系数；荷载的代表值、标准值、设计值和荷载分项系数；材料强度的标准值、设计值和材料分项系数；结构重要性系数。2.领会（1）近似概率极限状态设计方法的基本思想；承载能力极限状态实用设计表达式的具体内容及2各符号的含义；正常使用极限状态中荷载效应的标准组合、准永久组合的具体内容及各符号的含义。3.应用（1）能计算简支梁、板在竖向荷载作用时跨中正截面的弯矩标准值、设计值和准永久值。第2章单层厂房（一）本章学习目标了解单层厂房的结构组成和结构布置，理解单层厂房中支撑作用、种类和布置原则，熟练掌握等高排架的荷载计算、内力分析和内力组合方法，掌握排架柱、牛腿及柱下独立基础的设计方法及构造要求。（二）本章要点、重点1.识记（1）单层厂房的结构形式、结构组成；柱网布置、常用的柱网；变形缝；围护墙和山墙的构造。（2）排架计算的内容和目的；排架计算的假定和计算简图；排架考虑整体空间工作的概念；排架计算中的两个问题。（3）单层厂房柱的形式。（4）柱下独立基础的形式。（5）吊车梁的受力特点和形式。2.领会（1）单层厂房中荷载（包括竖向、横向和纵向荷载）的传递路线；支撑的作用、种类和布置原则。（2）排架柱抗侧刚度的定义；用剪力分配法计算等高排架内力的方法和物理概念（特别是任意荷载作用时的情况）。（3）矩形、工字形截面单层厂房柱的设计，包括截面尺寸、构造尺寸和截面设计；柱施工图的画法。3.应用（1）掌握单层厂房的荷载计算方法，特别是风荷载、雪荷载和吊车荷载；熟练掌握各种荷载作用下等高排架按剪力分配法的内力计算；熟练掌握内力组合的原则及方法。（2）牛腿的定义、受力特性；掌握牛腿的设计方法，包括截面尺寸确定、承载力计算和配筋构造。（3）掌握柱下独立基础的设计，包括基础底面尺寸的确定、基础高度的确定、底板受力钢筋的计算与配筋构造。第3章多层框架结构设计（一）本章学习目标了解多层框架的结构组成和结构布置，掌握框架结构的计算简图确定方法，熟练掌握框架结构的内力和侧移的近似计算方法，了解非抗震设防区现浇框架梁、柱和节点设计方法，了解多层框架结构的基础形式。（二）本章要点、重点1.识记（1）框架结构的组成；柱网布置原则和常用模数；承重结构的分类与特点；变形缝的种类、作用和设缝原则。（2）计算单元的确定；杆件轴线的确定；框架梁截面抗弯刚度的计算；荷载计算。3（3）分层法的计算假定、适用条件和计算步骤。（4）反弯点的概念；反弯点法的计算假定、适用条件和计算步骤。（5）控制截面的确定；荷载效应组合的计算表达式；最不利内力组合的原则；竖向活荷载最不利布置的方法。（6）框架梁、柱的构造要求；框架梁、柱的承载力计算和截面配筋计算；框架节点的构造。（7）基础的类型及特点。2.领会（1）框架结构的受力特点。（2）结构简化的原则和根据；楼板对框架梁截面刚度的影响；活荷载的折减。（3）分层法的基本原理。（4）修正后的框架柱抗侧刚度D的计算；反弯点高度的修正；D值法的计算步骤。（5）梁端弯矩调幅的概念。3.应用（1）根据框架结构的布置、施工及构造的实际情况，正确地绘出结构的计算简图。（2）熟练应用分层法计算框架结构在竖向荷载作用下的内力（弯矩、轴力和剪力）。（3）熟练应用反弯点法计算框架结构在水平荷载作用下的内力（弯矩、轴力和剪力）。（4）熟练应用D值法计算框架结构在水平荷载作用下的内力（弯矩、轴力和剪力）和侧移。第4章高层建筑结构设计（一）本章学习目标了解高层建筑的主要结构类型、特点及适用范围，了解高层建筑结构设计的一般原则；理解剪力墙的受力特点、内力和侧移的计算方法；了解框架-剪力墙结构受力特点，了解筒体结构受力特点。（二）本章要点、重点1.识记（1）高层建筑的定义；高层建筑的主要结构类型及其结构组成、特点和适用范围。（2）高层建筑的体型和结构布置原则；高层建筑结构上的作用。（3）剪力墙的分类及布置原则；剪力墙的有效翼缘宽度确定；剪力墙计算的基本假定，剪力墙截面的等效抗弯刚度的计算；墙肢水平力的分配；墙肢的正截面、斜截面的承载力计算；剪力墙的配筋构造要求。（4）框架-剪力墙结构的布置原则和受力特点；框架-剪力墙结构内力和水平位移计算的基本假定及计算要点。（5）筒体结构的组成、结构类型和受力特点；筒中筒结构的受力特点。2.领会（1）高层建筑结构水平位移曲线的形式。（2）剪力墙结构内力和水平位移计算的基本假定及计算方法；剪力墙整体性系数α的物理意义；剪力墙的分类判别。（3）框架-剪力墙结构中刚度特征系数λ的物理意义。第5章混凝土结构抗震设计（一）本章学习目标了解建筑结构抗震设计的基本知识，熟练掌握水平地震作用按底部剪力法的计算方法，理解框架结构抗震设计的一般要求、主要内容及构造要求。4（二）本章要点、重点1.识记（1）地震的成因；震源、震中和地震波；地震震级、烈度；抗震设防的一般原则；抗震设防烈度、多遇地震烈度与罕遇地震烈度；抗震设防的范围；建筑物的类别及其设防目标；两阶段抗震设计方法；建筑场地的定义和分类；场地土液化的概念。（2）单自由度体系的地震反应分析；多自由度弹性体系的地震反应分析；结构自振周期的计算；结构地震反应的时程分析方法；竖向地震作用。（3）框架和抗震墙的震害；现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度；抗震等级的意义及划分。（4）“强柱弱梁，更强节点”和“强剪弱弯”的含义；框架柱轴压比限值的依据；加密箍筋以约束混凝土提高变形能力的概念。2.领会（1）建筑结构的规则性。（2）抗震设计反应谱；结构构件截面承载力抗震验算；结构抗震变形验算。（3）对抗震结构体系和结构布置的要求。（4）框架梁、柱、节点的主要抗震构造要求。3.应用（1）熟练掌握计算水平地震作用的底部剪力法。（2）掌握结构自振周期的计算。四、复习方法由于《混凝土结构设计》课程内容丰富，与实际工程结构、设计实践联系紧密，而且具有与已学的材料力学、结构力学、混凝土结构基本原理等课程的学习方法不同的特点，此外，本课程还涉及多本现行建筑结构设计规范，包括：建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068）、建筑结构荷载规范(GB50009)、混凝土结构设计规范(GB50010)、高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3)、建筑抗震设计规范(GB50011)、建筑地基基础设计规范(GB50007)等，因此，学习时就感到比较困难。为了使同学们能更好地学习掌握本课程的主要内容并搞好复习备考工作，现提出如下关于本课程的复习方法和注意事项。1．全面复习基本知识当着手《混凝土结构设计》的复习时，对混凝土结构设计的基本理论、计算方法和构造要求等一定要有一个比较全面的系统的认识、理解和总结。因此，首先要把教材的内容全面而认真地阅读一遍。其次，复习时要认真地清理一下，检查一下哪些是理解和掌握了，还缺哪些，缺的一定要补上。2．重点掌握主要内容经过第一轮的全面复习，对本课程的知识有了一个整体的了解，但这还不够，与其他课程一样，该课程也有一些特别重要的知识点，掌握了这些知识点就能顺利而有效地掌握这门课程，因此，需结合上述每章的要点和重点进行复习。关于“识记”，能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表达；对于“领会”，是在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别和联系；而“应用”是在领会的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法来分析和解决有关基本理论和实际问题，其中，“应用”又分“简单应用”和“综合应用”，前者是在领会的基础上，能用学过的一两个知识点分析和解决简单的问题，而“综合应用”则是用学过的多个知识点来综合分析和解决比较复杂的问题。5五、复习思考题（一）——概念题第1章混凝土结构按近似概率的极限状态设计法（1）结构的功能要求有哪些？（2）何谓结构的可靠性？（3）何谓建筑结构的设计使用年限？常用建筑结构的设计使用年限是多少？（4）结构物的极限状态如何定义？混凝土结构达到承载能力或正常使用极限状态的标志分别有哪些？（5）如何定义随机现象、随机变量和随机事件？（6）如何求某组数据的平均值、标准差和变异系数？特征值与平均值、标准差或变异系数之间的关系？（7）结构可靠度的定义？（8）荷载效应的定义？荷载与荷载效应之间的关系？（9）结构抗力的定义？结构抗力与哪些因素有关？（10）如何定义结构的失效概率和可靠概率？失效概率与可靠概率之间的关系？（11）可靠指标β与失效概率之间关系？（12）何谓目标可靠指标[β]？它与安全等级的关系？通过哪些系数来表达？（13）常用结构的重要性系数如何取值？（14）如何定义钢筋或混凝土的材料分项系数？材料的平均值、标准值和设计值之间的大小关系？（15）荷载的种类有哪些？可变荷载和永久荷载的代表值分别有哪些？哪个是荷载的基本代表值？（16）哪些情况需考虑荷载的组合值？如何表达？（17）荷载设计值与标准值之间的关系？荷载分项系数如何选取？（18）写出承载能力极限状态的一般设计表达式，并说明各符号的含义，如何求荷载效应的基本组合？（19）对于正常使用极限状态，结构构件应分别采用荷载效应的哪些组合？（20）已知荷载标准值，如何求简支梁（板）在竖向荷载作用时跨中正截面的弯矩标准值、设计值和准永久值？第2章单层厂房（1）混凝土单层厂房的结构形式有哪些？分别有哪些构件组成？结构特点如何？（2）单层厂房排架结构有哪些结构构件组成并相互连成整体？主要承重构件有哪些？（3）屋盖结构有哪些构件组成？分哪两种屋盖体系？屋面荷载如何传递？（4）横向平面排架结构有哪些构件组成？水平和竖向荷载如何传递？（5）纵向平面排架结构有哪些构件组成？水平和竖向荷载如何传递？（6）支撑的种类有哪些，其作用如何？（7）一般厂房常用的柱网是多少？（8）单层厂房的变形缝有哪些？它们分别在哪些情况下设置？构造上有何不同？（9）屋盖支撑和柱间支撑分别有哪些？如何设置？（10）抗风柱和基础梁的作用是什么？（11）排架计算的目的是什么？主要内容有哪些？（12）确定排架计算简图时的假定有哪些？6（13）何谓厂房的整体空间工作？与哪些因素有关？如何影响？产生这种整体空间工作的条件是什么？（14）作用在排架上的