教育部土木工程专业本科教育课程教学大纲——平台基础课20门建筑、桥梁、道路、地工4大方向

教育部土木工程专业本科教育课程教学大纲——平台基础课20门建筑、桥梁、道路、地工4大方向内容摘要：

梁和无侧移刚架。 用挠曲线比拟法作连续梁内力的影响线。 (八 )结构的矩阵分析 荷载。 矩阵位移法的计算步骤以及用矩阵俭移法计算连续梁、平面刚架、桁架和组合结构的电算程序。 (九 )结构的动力计算 动分析，单自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动的计算。 *单自由度体系在一般动荷载作用下的 21 受迫振动。 阻尼对振动的影响。 多自由度体系的自由振动，主振型的正交 性。 多自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动的计算。 *振型分解法的概念。 频率的近似计算方法。 *(十 )结构的稳定计算 *(十一 )结构的极限荷载 限荷载的计算。 (连续梁、刚架、桁架和组合结构 )矩阵位移法计算程序上机实习 (上机时数不少于 16)。 FORTRAN 语言 弹性力学 是使学生在理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握弹性力学的基本概念、基本原理和基本方法，了解弹性体简单的计算方法和有关解答，提高分析与计算的能力，为学习有关专业课程打下初步的弹性力学基础。 (一 )理解弹性力学的基本假定，进一步理解体力、面力、应力、应变和位移 22 的基本概念，熟悉记号和符号的有关规定。 (二 )掌握平面应力问题和平面应变问题的特点，熟悉平面问题的基本 方程，了解按应力求解平面问题的基本思路和步骤。 (三 )能正确写出边界条件，能正确理解和应用圣维南原理。 (四 )通过实例，了解平面问题逆解法和半逆解法的基本思路。 (五 )通过实例，理解位移单值条件和孔边应力集中等概念。 (六 )理解有限单元法的基本概念及原理，通过平面问题常应变三角形单元的应用，了解有限单元法的计算步骤。 (七 )了解空间问题的基本方程和边界条件。 (一 )绪论 位移 的基本概念及其记号和符号的规定。 (二 )平面问题的基本理论 程和物理方程，刚体位移的概念。 应力边界条件和位移边界条件。 圣维南原理及其应用。 按应力求解平面问题，相容方程和位移单值条件。 应力函数的引用。 (四 )用直角坐标解平面问题 荷载。 楔形体受重力和液体压力。 (五 )用极坐标解平面问题 力函数和相容方程。 轴对称问题。 圆环或圆筒受均 布法向力。 圆孔的孔边应力集中。 23 半平面体受边界力。 (六 )用有限单元法解平面问题 元的位移模式，解答的收敛性条件。 单元的应力矩阵和劲度矩阵，等效结点荷载。 结构的整体分析。 有限单元法的计算步骤及计算程序。 单元划分的原则。 计算结果的整理。 矩形单元简介。 (七 )空间问题的基本理论 程序上机实习 (上机时数不少于 8)。 、前修课程要求 FORTRAN 语言 流体力学 必修的专业基础课程。 本理论、基本计算方法与实验技能，培养分析问题的能力和创新能力，为学习专业课程，并为将来在土木工程各个领域从事专业技术工作打下基础。 工程施工、建筑设备等多门专业基础课程和专业课程阐释所涉及的流体力学原理，帮 24 助学生进一步认识土木工程与大气和水环境的关系。 (一 )具有较为完整的理论基础，包括： 1．掌握流体力学的基本概念； 2．熟练掌握分析流体运动的总流分析方法，熟悉量纲分析与实验相结合的方法，了解求解简单平面势流的方法； 3．掌握流体运动能量转化和水头损失规律，对绕流流阻力有一定了解。 (二 )具有对一般流动问题的分析和计算能力，包括： 1．水力荷载的 计算； 2．管道、渠道和堰过流能力的计算，井的渗流计算； 3．水头损失的分析和计算。 (三 )掌握测量水位、压强、流速、流量的常规方法。 具有观察水流现象、分析实验数据和编写报告的能力。 (一 )绪论 1．流体力学的研究对象和任务。 2．流体的连续介质模型、质点。 3．作用在流体上的力：表面力和质量力。 4．流体的主要物理性质：惯性、粘性、压缩性。 5．牛顿流体和非牛顿流体。 (二 )流体静力学 1．静止流体中应力的特性。 25 2．流体平衡微分方程、等压面。 3．重力场中液体静压强的分布。 绝对压强、相对压强真空度。 测压管水头。 4．液体作用在平面上的总压力。 压力中心。 压强分布图法。 5．液体作用在曲面上的总压力。 压力体。 6．浮力。 浮体的平衡。 (三 )流体运动学 1．描述流体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法。 流场。 质点导数。 2．恒定流和非恒定流。 一元、二元和三元流动。 均衡流和非均衡流。 3．流线、元流和总流。 流量。 平均流速。 4．流体微团运动分析。 有旋运动和无旋 运动。 5．连续性微分方程及其对总流的积分。 (四 )流体动力学基础 1．流体运动微分方程：理想流体运动微分方程。 粘性流体运动微分方程 (不推导 )。 2．理想流体运动微分方程的伯努利积分。 伯努利方程的能量意义和几何意义。 3．总流的伯努利方程。 4．总流的动量方程。 5．理想流体的无旋流动。 流速势函数与流函数。 基本平面势流。 势流叠加原理。 (五 )量纲分析和相似原理 1．量纲分析的意义和量纲和谐原理。 2．量纲分析方法：瑞利法和π定量。 26 3．相似概 念。 相似准则：雷诺准则、佛劳德准则、欧拉准则、柯西准则。 (六 )流动阻力和水头损失 1．流动阻力和水头损失的分类。 2．粘性流体的两种流态：层流和紊流。 流态的判别。 3．沿程水头损失与切应力的关系。 圆管过流断面上切应力分布。 4．圆管中的层流。 过流断面上的流速分布。 水头损失与平均流速的关系。 沿程摩阻系数与雷诺数的关系。 5．紊流运动。 紊流脉动与时均化。 紊动附加切应力。 混合长度理论。 6．紊流的沿程水头损失。 尼古拉兹实验。 当量粗糙。 工业管道沿程摩阻系数的曲线图 (穆迪 图 )。 沿程水头损失的经验公式。 7．局部水头损失。 圆管突然扩大的局部水头损失。 局部水头损失系数。 8．边界层概念。 边界层的分离。 绕流阻力。 (七 )孔口、管嘴出流和有压管流 1．孔口、管嘴出流的基本公式。 2．短管 (虹吸管、水泵吸水管、有压涵管等 )的水力计算。 水头线的绘制。 3．长管的水力计算：简单管路、串联管路、并联管路、沿程均匀泄流管路。 4．水击现象。 水击波的传播过程。 直接水击和间接水击。 水击压强的计算。 5．离心泵的原理。 工作性能曲线。 管道特性曲线。 运行 工作点。 (八 )明渠流动 1. 明渠均匀流。 明渠均匀流的水力计算。 水力最优断面。 允许流速。 2．明渠流动状态。 微波波速。 缓流、急流、临界流。 断面单位能量。 临界水深。 临界底坡。 3．水跃现象。 水跃方程。 共轭水深。 水跃长度。 水跃的能量消耗。 水跃现 27 象。 4．明渠非均匀渐变流微分方程。 棱柱形渠道恒定渐变流水面曲线的定性分析。 明渠渐变流水面曲线计算：逐段试算法。 (九 )堰流 1．堰的形式：薄壁堰、实用堰、宽顶堰。 2．堰流的基本公式。 流量系数及其影响因素。 (十 )渗流 1．渗流现象。 渗流模型。 2．达西定律。 渗透系数。 渗流对工程的影响。 扬压力、管涌。 3．恒定渐变渗流的裘皮依公式。 井的渗流计算。 (十一 )可压缩气体动力学基础 (选学 ) 1．可压缩气流运动的基本概念。 压缩性。 音速。 马赫数。 2．一元气流的流动特性。 3．气流管道流动。 1．点压强测量； 2．点流速测量及流速分布图绘制； 3．流量系数测量； 4．阻力系数 (沿程摩阻系数或局部水头损失系数 )测量。 1．高等数学 28 2．普通物理 3．理论力学 4．材料力学 (基础部分 ) 水文学 用水文规律、开发和发挥工程效益的学科。 主要介绍在水循环从降水到 径流过程中，关于地面径流的形成、观测，以及对土木工程建筑物的影响。 土木工程专业学生，了解自然界中水的运行变化与河川径流的关系，具有分析计算河渠设计流量和确定过水建筑物孔径等的设计知识。 本概念；掌握利用流量观测资料，推算设计流量和设计水位的方法；掌握利用暴雨资料，推算设计流量的方法；熟练掌握过水建筑物孔径计算和冲刷计算的方法。 (一 )河流与径流 1．河流与流域、河流基本特征、径流的形成； 2．泥沙运动与河床演变、造床流量与河相的关系。 (二 )水文统计的基本原理和方法 29 1．河川水文现象的特征和分析方法； 2．水文统计的基本概念； 3．经验累计频率曲线和理论频率曲线； 4．现行频率分析方法。 (三 )设计流量的推算方法 1．利用流量观测资料推算设计流量； 2．缺乏流量观测资料时推算设计流量； 3．桥位断面设计流量、设计水位的推算方法； 4．利用暴雨资料推算设计流量。 (四 )桥涵孔径设计 1．桥孔长度； 2．桥面标高； 3．小桥涵与渠道过水断面设计。 (五 )桥下河床冲刷计算 1．桥下一般冲刷； 2．桥墩旁局部冲刷； 3．小桥涵进出口沟床加固。 30 土力学 54 学时。 《土力学》所包含的知识既是土木工程专业学生必须掌握的专业知识，又是为后面的专业课程学习所必须的基础知识。 力学性质，掌 握地基沉降、地基承载力、土压力计算方法和土坡稳定分析方法，掌握一般土工试验方法，达到能应用土力学的基本原理和方法解决实际工程中稳定、变形和渗流等问题的目的。 (一 )绪论 学习内容、要求和学习方法。 (二 )土的物理性质及工程分类 1．了解土的成因和组成 2．掌握土的物理性质指标 3．熟练掌握无粘性土和粘性土的物理性质 4．了解土的结构性和击实性 5．掌握土的工程分类原则， 土的类别与其工程特性的关系 (三 )土的渗透性与渗流 1．掌握土的渗透规律、二维渗流及流网、渗透力与渗透破坏 2．掌握渗流量计算 (四 )土的压缩性和固结理论 31 1．掌握土的压缩性和固结状态 2．掌握有效应力原理 3．掌握太沙基一维固结理论 (五 )土中应力和地基沉降计算 1．掌握地基自重应力及附加应力的计算方法 2．熟悉不同变形阶段、应力历史的沉降计算方法 3．掌握地基最终沉降量计算方法 4．掌握地基沉降随时间变化规律 (六 )土的抗剪 强度 1．掌握莫尔 库伦抗剪强度理论和极限平衡理论 2．掌握抗剪强度指标的测定方法 3．掌握不同固结和排水条件下土的抗剪强度指标的意义及应用 4．熟悉抗剪强度的影响因素 5．了解应力路径的概念 (七 )地基极限承载力 1．了解地基破坏模式 2．掌握地基极限承载力的计算方法 (八 )土压力 1．掌握静止土压力、主动土压力、被动土压力的形成条件 2．掌握朗肯和库伦土压力理论 3．了解有超载、成层土、有地下水情况的土压力计算 (九 )土坡 稳定性分析 1．掌握无粘性土土坡的稳定性分析法 32 2．掌握粘性土土坡的圆弧稳定分析法，了解毕肖甫等其他常用分析方法 3．了解水对土坡稳定的作用 (一 )绪论 1．土力学的重要性及学科特点 2．土力学发展概况 3．土力学课程内容、要求和学习方法 (二 )土的物理性质及工程分类 1．概述 2．土的成因和组成 3．土的物理性质和物理状态指标 4．无粘性土的物理性质 5．粘性土的物理性质 6．土的结构性 7．土的击实性 8．土的工程分类 (三 )土的渗透性与渗流 1．概述 2．土的渗透性及达西定律 3．渗透系数及测定方法 4．二维渗流、流网及其工程应用 5．渗透力与渗透破坏 33 (四 )土的压缩性和固结理论 1．概述 2．土的压缩特性 3．土的固结状态 4．有效应力原理 5．太沙基一维固结理论 (五 )土中应力和地基沉降计算 1．概述 2．地基中的自重应力 3．地基中 的附加应力 4．常用沉降计算方法 5．地基沉降随时间变化规律的分析 (六 )土的抗剪强度 1．概述 2．土的抗剪强度理论和极限平衡条件 3．土的剪切试验 4．土的抗剪强度与抗剪强度指标及测定方法 5．抗剪强度的影响因素 (七 )地基极限承载力 34 1．概述 2．地基破坏模式 3．地基极限承载力 (八 )土压力 1．概述 2．静止土压力 3．朗肯土压力理论 4．库仑土压力理论 5．几种常见情况下土压力计算。