第一部分:水力學
I.課程簡介
一、內容概述與要求
通過本課程的學習,使學生掌握水流運動的基本概念、基本理論和分析方法,理解不同水流的特點,學會本專業(yè)常見水力計算,為學習專業(yè)課程、從事專業(yè)技術工作打下一定的基礎。
本課程教學大綱中所列基本內容的學習,應達到下列基本要求:
1、理解水力學的基本概念,如粘滯性、層流和紊流、急流和緩流、雷諾數(shù)和佛汝德數(shù)等;
2、掌握總流運動分析方法和連續(xù)方程、能量方程、動量方程,能應用三大方程解決實際工程中的水力學問題;
3、熟練進行水流流態(tài)的判別,正確理解水頭損失產生的原因,掌握沿程水力摩阻系數(shù)的變化規(guī)律,熟練掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計算;
4、進行水流運動分析,掌握常見工程水力計算的方法,包括靜水壓力的計算和水力荷載的確定,有壓管道、明渠和其它過流建筑物斷面尺寸和過流能力的確定等。
二、考試形式與試卷結構
考試采用閉卷、筆試形式,全卷滿分為 150 分,考試時間為 75 分鐘。
試題類型包括判斷題、畫圖題、簡答題和計算題。畫圖題要求用鉛筆繪圖;計算題應寫出公式、文字說明及演算步驟,計算結果整理到最簡形式。
II.知識要點與考核要求
一、緒論
(一)了解水力學的任務、在專業(yè)中的作用和研究方法;
(二)理解液體的基本特征和主要物理力學性質;
(三)掌握牛頓內摩擦定律和粘滯性系數(shù);
(四)掌握連續(xù)介質、理想液體和實際液體的概念;
(五)理解作用在流體上的兩種力:質量力和表面力。
二、水靜力學
(一)理解靜水壓強的概念并掌握其兩個特性;
(二)了解液體平衡微分方程及其積分形式,理解等壓面及其特性;
(三)掌握重力作用下靜水壓強基本方程及應用;
(四)理解靜水壓強基本方程的幾何意義與能量意義:位置水頭、壓強水頭和測壓管水頭;
(五)了解靜水壓強的表示方法與測量,理解絕對壓強、相對壓強和真空度的概念;
(六)重點掌握靜水壓強分布圖和平面上靜水總壓力的計算;
(七)重點掌握曲面上靜水總壓力的計算,壓力體的構成及作用力方向的判別。
三、液體運動的流束理論
(一)了解描述液體運動的兩種方法:拉格朗日法和歐拉法;
(二)理解液體運動的分類和基本概念:恒定與非恒定流,均勻與非均勻流,漸變流與急變流,流線與跡線,總流、 元流、過水斷面與斷面平均流速,一元流;
(三)掌握恒定不可壓縮液體總流連續(xù)性方程及其應用;
(四)重點掌握恒定總流能量方程的應用,注意其使用條件及注意事項;
(五)重點掌握恒定總流動量方程的應用,注意其使用注意事項及應用實例;
(六)了解量綱分析。
四、液體流動型態(tài)和水頭損失
(一)理解水頭損失的本質和分類;
(二)掌握均勻流沿程損失與水流阻力關系,重點計算沿程水頭損失的基本公式-達西公式;
(三)了解實際液體運動的兩種型態(tài):層流與紊流,重點理解紊流的形成及掌握其判別數(shù)雷諾數(shù)的物理意義;
(四)了解圓管層流運動過水斷面上的流速分布和沿程水頭損失計算;
(五)重點理解紊流的特征和附加切應力的產生,了解紊流中粘性底層的概念;
(六)重點掌握尼古拉茲實驗和沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律及計算;
(七)掌握計算沿程水頭損失的經驗公式——謝齊公式、曼寧公式和粗糙系數(shù);
(八)了解局部水頭損失的特點,重點掌握局部水頭損失的計算。
五、有壓管道流動
(一)了解有壓管道流動的特點及分類;
(二)掌握簡單管道水力計算和管流水頭線的繪制;
(三)重點掌握簡單管道水力計算的特例——虹吸管及水泵裝置的水力計算;
(四)了解復雜管道水力設計計算(串聯(lián)管道,并聯(lián)管道,分叉管道和沿程均泄管道)。
六、明渠水流
(一)了解明渠水流的特點和分類,明渠斷面的水力要素;
(二)理解明渠均勻流的特性及產生條件,重點掌握明渠均勻流基本公式;
(三)掌握明渠恒定均勻流的水力最佳斷面的計算、了解其允許流速和糙率的確定;
(四)了解明渠非均勻漸變流的流動特點,理解明渠水流三種流態(tài)及多種判別方法,并掌握其判別數(shù)佛汝德數(shù)的物理意義;
(五)重點掌握斷面比能,臨界水深、臨界底坡的概念;
(六)理解明渠恒定非均勻流漸變流的水面線變化規(guī)律,掌握 12 種類型的水面線,定性分析并繪制棱柱體變坡渠道上的水面線,對其水面線進行分段求和法計算。
七、水躍
(一)了解水躍的形成及其相關名詞:躍前斷面、躍長、躍高等;
(二)理解水躍的現(xiàn)象及其組成,掌握水躍的類型;
(三)了解水躍方程及其共軛水深。
八、過流建筑物
(一)了解堰、閘出流的特點及其區(qū)別,理解堰流和孔流的轉化條件;
(二)掌握堰流的類型,了解其基本公式;
(三)了解薄壁堰、實用堰和寬頂堰的水力計算,曲線型實用堰剖面形狀的確定;
(四)了解閘孔出流基本公式和水力計算;
(五)了解水工建筑物下游水流銜接與消能的方式。
第二部分:水工鋼筋混凝土結構學
I.課程簡介
一、內容概述與要求
《水工鋼筋混凝土結構學》課程是工學學科水利類水利水電工程專業(yè)、農業(yè)水利工程的專業(yè)基礎課程。
通過本課程的學習,使學生掌握鋼筋混凝土構件的計算理論、設計方法及構造要求,正確理解及使用規(guī)范,培養(yǎng)學生從事水工鋼筋混凝土結構設計的技術技能,了解本學科的發(fā)展方向,并為學習后續(xù)課程及進行畢業(yè)設計打下必要的基礎。
本課程教學大綱中所列基本內容的學習,應達到下列基本要求:
1.掌握鋼筋混凝土材料的力學性能。
2.掌握結構設計的基本原則及其在水工鋼筋混凝土結構設計中的應用。
3.掌握鋼筋混凝土基本構件的計算理論、設計方法及構造要求,熟練地掌握承載力計算、變形和抗裂度及裂縫寬度驗算等計算步驟,能正確地選擇和配置鋼筋及繪制設計圖。
二、考試形式與試卷結構
考試采用閉卷、筆試形式,全卷滿分為 150 分,考試時間為 75 分鐘。
試題類型包括填空題、單項選擇題、簡答題、計算題。填空題只要求直接填寫結果,不必寫出計算過程;計算題應寫出公式、文字說明及演算步驟。
II.知識要點與考核要求
一、緒論
(一)理解
鋼筋混凝土的特點
鋼筋混凝土結構分類
二、鋼筋混凝土結構的材料
(一)理解
鋼筋的品種和力學性能,對其應力應變關系概念清楚混凝土力學性能,了解混凝土試驗方法和強度、變形的關系
三、鋼筋混凝結構設計計算原理
(一)理解
10極限狀態(tài)的定義,結構極限狀態(tài)分類及含義
可靠指標和結構安全級別
荷載的標準值及荷載組合值
(二)掌握
承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)設計的表達式
四、鋼筋混凝土受彎構件正載面承載力計算
(一)了解
受彎構件的截面形式和構造的規(guī)定
(二)理解
梁的應力—應變三個階段和截面破壞的三種類型適筋和超筋破壞的界限條件
(三)掌握
單筋矩形截面構件正截面承載力計算方法
雙筋矩形截面構件正截面承載力計算方法
T 形截面構件正截面受彎承載力計算方法
五、鋼筋混凝土受彎構件斜截面承截力計算
(一)理解
無腹筋梁斜截面上的應力狀態(tài)及破壞形態(tài)
有腹筋梁中腹筋的作用
(二)掌握
斜截面受剪承載力和配筋計算方法步驟
保證斜截面受彎承載力的方法
六、鋼筋混凝土受壓構件承載力計算
(一)理解
大小偏心受壓構件的判別公式
(二)掌握
軸心受壓構件正截面承載力計算
大小偏心受壓構件正截面承力計算
七、鋼筋混凝土受拉構件承載力計算
(一)掌握
大小偏心受拉的界限
小偏心受拉構件的計算
大偏心受拉構件的計算
八、鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算
11(一)掌握
正常使用極限狀態(tài)驗算內容
九、鋼筋混凝土肋形結構及剛架結構
(一)理解
整體式肋形結構支承關系與單向板肋形結構與雙向板肋形結構的判別
(二)掌握
肋形結構的設計步驟
多跨連續(xù)梁最不利布置方式
塑性鉸與理想鉸的區(qū)別
雙向板肋形結構按彈性方法計算內力的計算簡圖