靠前部分:水力學

一、課程介紹

一、內容概述及要求

《水力學》是水利工程、水文與水資源、農業(yè)水土、港口航道與海岸工程專業(yè)的必修基礎課。通過本課程的學習，學生可以掌握水流運動的基本概念、基本理論和分析方法，了解不同水流的特性，學習本專業(yè)常見的水力計算，為學習專業(yè)課程和從事專業(yè)技術工作打下一定的基礎。

本課程教學大綱所列基本內容的學習應符合以下基本要求:

1.了解水力學的基本概念，如粘度、層流和湍流、射流和慢流、雷諾數(shù)和弗勞德數(shù)等。；

2.掌握總流量運動、連續(xù)性方程、能量方程和動量方程的分析方法，可以將這三個方程應用于實際工程中解決水力學問題；

3.精通流型判別，正確認識水頭損失原因，掌握水力摩擦系數(shù)沿程變化規(guī)律，掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計算；

4.分析水流運動，掌握常見工程的水力計算方法，包括靜水壓力的計算和水力負荷的確定，加壓管道、明渠等過流建筑物的斷面尺寸和過流能力的確定等。

二、考試形式和試卷結構

考試采用閉卷和筆試的形式，滿分150分，考試時間75分鐘。

試題類型包括判斷題、畫圖題、簡答題和計算題。畫圖題要求用鉛筆畫圖；計算問題要寫公式，寫說明，寫計算步驟，計算結果要整理成最簡單的形式。

二.知識要點和評估要求

一.導言

(a)了解水力學的任務、其在專業(yè)中的作用和研究方法；

(二)了解液體的基本特性和主要物理力學性質；

(3)掌握牛頓內耗定律和粘度系數(shù)；

(4)掌握連續(xù)介質、理想液體和實際液體的概念；

(5)了解作用在流體上的兩種力:質量力和表面力。

第二，流體靜力學

(1)理解靜水壓力的概念，掌握其兩個特點；

(2)了解液體平衡微分方程及其積分形式，了解等壓面及其特征；

(3)掌握重力作用下靜水壓力的基本方程及其應用；

(4)了解靜水壓力基本方程的幾何意義和能量意義:位置水頭、壓力水頭、測壓管水頭；

(5)了解靜水壓力的表示和測量，了解絕對壓力、相對壓力和真空度的概念；

(6)重點掌握靜水壓力分布圖和平面上總靜水壓力的計算

(七)重點研究曲面上總靜水壓力的計算、壓力體積的組成和作用力方向的判別。

第三，流體運動的流理論

(1)了解描述液體運動的兩種方法:拉格朗日法和歐拉法；

(2)了解液體運動的分類和基本概念:恒定和非恒定流、均勻和非均勻流、漸變和突變流、流線和跡線、總流、基本流、截面和截面平均速度、基本流；

(3)掌握恒定不可壓縮液體總流量的連續(xù)性方程及其應用；

(4)重點介紹恒定總流量能量方程的應用，注意其使用條件和注意事項；

(5)重點介紹恒定總流量方程的應用，注意其使用中的注意事項和應用實例；

(6)懂量綱分析。

四.液體流動模式和壓頭損失

(一)了解水頭損失的性質和分類；

(2)掌握均勻流沿程損失與流阻的關系，重點計算沿程水頭損失的基本公式——達西公式；

(3)了解實際液體運動的兩種類型:層流和湍流，重點了解湍流的形成，掌握其判別式數(shù)雷諾數(shù)的物理意義；

(4)了解圓管層流沿截面的速度分布和水頭損失計算；

(5)重點了解湍流的特性和附加剪應力的產生，了解湍流中粘性底層的概念；

(6)重點掌握尼古拉茲實驗和阻力系數(shù)沿途的變化規(guī)律和計算

(7)掌握計算沿線水頭損失的經驗公式——社旗公式、曼寧公式和糙率系數(shù)；

(八)了解局部水頭損失的特點，重點計算局部水頭損失。

動詞 （verb的縮寫）加壓管道中的流動

(一)了解加壓管道流動的特點和分類；

(二)掌握簡單管道的水力計算和管道流量水頭線的繪制；

(3)重點介紹簡單管道水力計算的特例——虹吸管和泵裝置水力計算；

(4)了解復雜管道(串聯(lián)管道、并聯(lián)管道、分叉管道、四通排放管道)的水力設計計算

不及物動詞明渠水流

(一)了解明渠水流的特性和分類以及明渠斷面的水力要素；

(二)了解明渠均勻流的特點和條件，掌握明渠均勻流的基本公式；

(3)掌握明渠恒定均勻流水力最優(yōu)斷面的計算，了解許用流速和糙率的確定；

(4)了解明渠非均勻漸變流的流動特性，了解明渠水流的三種流態(tài)和各種判別方法，掌握其判別數(shù)弗勞德數(shù)的物理意義

(5)重點掌握斷面比能、臨界水深、臨界底坡等概念；

(6)了解明渠恒定非均勻流和漸變流的水面線變化規(guī)律，掌握12種水面線，定性分析繪制棱柱體變坡渠道水面線，分段求和法計算水面線。

七、水跳

(1)了解水躍的形成及其相關術語:預躍段、躍長、躍高；

(2)了解水躍現(xiàn)象和構成，掌握水躍類型；

(3)了解水躍方程及其共軛水深。

八.溢出建筑

(一)了解堰閘出流的特點和差異，了解堰流和孔口流的轉化條件；

(二)掌握堰流的類型，了解其基本公式；

(3)了解薄壁堰、實用堰、寬頂堰的水力計算，確定彎曲實用堰的剖面形狀；

(4)了解水閘出口流量的基本公式和水力計算；

(五)了解水工建筑物下游水流銜接和消能方式。

第二部分:水工鋼筋混凝土結構學

一、課程介紹

一、內容概述及要求

《水工鋼筋混凝土結構》課程是工程學科水利水電工程專業(yè)的專業(yè)基礎課。

通過本課程的學習，學生可以掌握鋼筋混凝土構件的計算理論、設計方法和結構要求，正確理解和使用規(guī)范，培養(yǎng)學生在水工鋼筋混凝土結構設計方面的技術技能，了解本學科的發(fā)展方向，為后續(xù)課程學習和畢業(yè)設計打下必要的基礎。

本課程教學大綱所列基本內容的學習應符合以下基本要求:

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理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、設計方法和結構要求，熟練掌握承載力計算、變形抗裂和裂縫寬度驗算等計算步驟，能夠正確選擇和配置鋼筋，繪制設計圖紙。

二、考試形式和試卷結構

考試采用閉卷和筆試的形式，滿分150分，考試時間75分鐘。

試題類型包括空題、選擇題、簡答題、計算題。填寫空題，只需要直接填寫結果，不需要寫出計算過程；計算問題要寫公式，寫說明，寫計算步驟。

二.知識要點和評估要求

一.導言

(a)理解

鋼筋混凝土的特性

鋼筋混凝土結構的分類

二、鋼筋混凝土結構材料

(a)理解

鋼筋的品種和力學性能有明確的應力應變關系概念。

混凝土的力學性能，了解混凝土試驗方法與強度和變形的關系

三.鋼筋混凝土結構的設計計算原則

(a)理解

極限狀態(tài)的定義、結構極限狀態(tài)的分類及意義

可靠性指標和結構安全水平

負荷標準值和負荷組合值

(2)掌握

承載能力和正常使用極限狀態(tài)設計表達式

4.正常荷載下鋼筋混凝土受彎構件承載力的計算

(1)了解

受彎構件的截面形式和結構

(2)理解

梁的三個應力應變階段和三種截面破壞情況

適當加固和過度加固破壞的極限條件

(3)掌握

單筋矩形截面構件正截面承載力的計算方法

雙筋矩形截面構件正截面承載力的計算方法

t形截面構件抗彎承載力的計算方法

五、鋼筋混凝土受彎構件斜截面承載力計算

(a)理解

無腹筋梁斜截面的應力狀態(tài)和破壞模式

腹肋在帶腹肋梁中的作用

(2)掌握

斜截面抗剪承載力及配筋的計算方法和步驟。

一種保證斜截面抗彎承載力的方法

不及物動詞鋼筋混凝土受壓構件承載力的計算

(a)理解

大小偏心受壓構件的判別公式

(2)掌握

軸向受壓構件正截面承載力的計算

大小偏心受壓構件正截面承載力的計算

七.鋼筋混凝土受拉構件承載力的計算

(一)掌握

大小偏心張力極限

小偏心受拉構件的計算

大型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)計算

(一)掌握

檢查正常使用極限狀態(tài)的內容

九、鋼筋混凝土肋結構和剛架結構

(a)理解

整體肋結構的支撐關系及單向板肋結構與雙向板肋結構的區(qū)別

(2)掌握

肋結構的設計步驟

多跨連續(xù)梁的最不利布置

塑料鉸鏈與理想鉸鏈的區(qū)別

彈性法雙向板肋結構內力計算圖

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