自考13419大跨度建筑结构施工考试大纲（2025年版）

湖南 省高 等教 育自 学考 试课 程考 试大 纲大跨度建筑结构施工 （课程代码：13419） 湖南省教育考试院组编 2025 年 6 月教育自学考试课程考试大纲课程名称：大跨度建筑结构施工课程代码：13419

第一部分

课程性质与目标

一、课程性质与特点

大跨度建筑结构施工是高等教育自学考试土木工程专业的选考课程。大跨度建筑结构的设计与建造是衡量一个国家建筑科技水平的重要标志之一，随着我国经济发展，空间结构越来越广泛地在工程中应用，开设大跨度建筑结构课程，能让学生掌握各类型空间结构基本选型、设计理念、设计方法、建设特点，对于培养学生创新性思维有极大促进作用。

本课程系统介绍网架结构、网壳结构、悬索结构和膜结构、管桁架结构及空间组合结构和新型结构体系，空间组合结构和新型结构体系中简要介绍了组合网架结构、斜拉结构、折叠式网壳结构、张弦结构、张拉整体结构、索穹顶结构、仿生结构、自由曲面结构、开合结构。各类型结构阐述了其空间结构形式、结构选型要求、 设计方法与分析理论、结构构造要求和不同类型空间结构的施工特点及要求。

二、课程目标与基本

要求通过本课程的学习，熟悉大跨度空间结构的发展概况及空间结构体系的分类、 特点；掌握大跨度空间结构的结构形式、结构选型要求；掌握各类型大跨度空间结构的主要分析理论和分析方法，掌握各类型大跨度空间结构的构造要求及施工特点。

通过学习，对大跨度建筑结构各方面知识全面而系统的熟悉，从而具备从事大跨度建筑结构工程设计、建造能力，扩大考生的专业知识面，具备一定的分析问题与解决复杂工程问题的能力。基本要求：

1.掌握大跨度空间结构基本概念、分类及特点，掌握大跨度空间结构的结构形式、结构选型要求；

2.掌握各种类型大跨度空间结构的设计方法与分析理论；

3.具备一定的分析问题与解决复杂工程问题的能力。

三、与本专业其他课程的关系

本课程与土木工程专业的其他基础与专业课程有密切的联系，本课程的先修课程为结构力学（本）、混凝土结构设计、钢结构，结构力学（本）、混凝土结构设计、钢结构为大跨度空间结构设计计算提供原理和方法。

第二部分

考核内容与考核目标通过本章的学习，了解大跨度空间结构的概念设计内容，熟悉建筑空间与大跨度空间结构，掌握轻型结构与空间结构、建筑材料的发展与空间结构、大跨空间钢结构的应用及发展。

（一）建筑空间与大跨度空间结构（次重点）识记：空间结构的概念理解：利用空间结构实现宏大的内部空间（二）轻型结构与空间结构（重点）识记：1.薄壳结构

2.拱与拱桁架结构

理解：悬索结构及各种组合体系（三）建筑材料的发展与空间结构（重点）识记：1.石材砌体结构

2.钢筋混凝土空间结构理解：1.钢结构

2.悬索结构和膜结构（四）大跨空间钢结构的应用及发展（重点）

理解：大跨空间结构理论分析发展概要应用：大跨空间钢结构应用（五）空间结构的概念设计定义（一般）

理解：1.一般建筑物结构概念设计内容

2.空间结构的概念设计内容

第二章 网架结构分析及概念设计

通过本章学习，熟悉网架结构构造设计，掌握网架结构形式及选择、网架结构基本尺寸的确定、网架结构的内力分析方法。本章难点是网架结构的内力分析方法及网架结构构造设计。

（一）网架结构形式及选择（重点）识记：1.网架结构构成分析理解：1.网架结构的支承应用：1.网架结构的形式和选择

2.网架结构的选型要点（二）网架结构基本尺寸的确定（重点）识记：1.网格尺寸的确定

2.网架高度的确定

理解：网架的屋面构造（三）网架结构的内力分析方法（重点）识记：荷载和作用的类型理解：荷载组合应用：网架的静力计算方法（四）网架结构构造设计（次重点）识记：网架结构节点类型理解：1.网架杆件的构造

2.网架的支座节点

应用：1.网架杆件设计

2.网架节点设计要点（五）网架结构概念设计及实例点评（次重点）

应用：1.网架结构工程中存在的问题

2.网架工程实例及点评

第三章 网壳结构分析及概念设计

通过本章学习，掌握网壳结构工程应用及特点、网壳结构形式、分类及其选型、 网壳结构的内力分析方法、网壳结构的杆件设计与节点构造，熟悉网壳结构一般设计原则、网壳结构的抗震概念设计、网壳结构的稳定性及其概念设计。本章难点是网壳结构的选型、空间铰支杆单元非线性有限单元法-空间桁架位移法、空间梁-柱单元非线性有限单元法、网壳结构的抗震概念设计。

（一）网壳结构工程应用及特点（重点）识记：网壳结构发展及应用理解：网壳结构的特点应用：网壳结构现状与概念设计

（二）网壳结构形式、分类及其选型（重点）识记：网壳结构的分类理解：按网格形式划分的网壳结构应用：网壳结构的选型

（三）网壳结构一般设计原则（次重点）

理解：荷载和作用的类型应用：网壳结构一般设计原则（四）网壳结构的内力分析方法简述（重点）

理解：网壳结构的内力分析方法概述应用：1.空间铰支杆单元非线性有限单元法-空间桁架位移法的基本假定及计算步骤

2.空间梁-柱单元非线性有限单元法的单元分类及基本假定（五）网壳结构的抗震概念设计（次重点）

理解：1.网壳结构的动力特性

2.网壳结构的振动方程应用：1.网壳结构的抗震分析

2.几种网壳结构的动内力分布规律（六）网壳结构的稳定性及其概念设计（次重点）识记：1.网壳的失稳现象

2.影响网壳结构稳定性的主要因素理解：1.网壳结构稳定性分析的连续化方法

2.网壳结构稳定性分析的有限单元法应用：网壳结构的稳定设计（七）网壳结构的杆件设计与节点构造（重点）

应用：1.网壳结构的杆件设计

2.网壳结构的节点构造与设计（八）网壳结构工程实例与点评（次重点）

理解：网壳结构工程实例

第四章 悬索结构与膜结构

通过本章学习，掌握悬索结构的受力与变形特点、悬索结构的形式（单层悬索体系、双层悬索体系、交叉索网体系）、悬索结构分析、悬索结构的节点构造，熟悉悬索结构的概念、悬索结构的稳定分析与构造、悬索结构的动力特性及抗震抗风分析、悬索结构的强度和刚度的校核，了解膜结构的分类、材料、设计计算方法和节点构造。本章难点是悬索结构的稳定分析与构造、悬索结构的动力特性及抗震抗风分析、悬索结构的强度和刚度的校核。

（一）悬索结构的概念（重点）识记：1.悬索结构的概念

2.悬索结构的特点

（二）悬索结构的受力与变形特点（重点）

理解：悬索的变形

应用：1.索的支座反力

2.索的拉力

（三）悬索结构的形式（重点）识记：1.单层悬索体系

2.双层悬索体系

3.交叉索网体系

（四）悬索结构分析（重点）识记：设计基本规定理解：1.悬索结构荷载

2.钢索设计

（五）悬索结构的稳定分析与构造（次重点）

理解：悬索结构的稳定分析与构造（六）悬索结构的动力特性及抗振抗风分析（次重点）识记：自振特性与阻尼理解：1.悬索结构的地震反应分析

2.悬索结构的风震反应分析（七）悬索结构的强度和刚度的校核（次重点）

理解：悬索结构的强度和刚度的校核（八）悬索结构的节点构造（重点）

应用：悬索结构的节点构造（九）膜结构简介（一般）识记：1.膜结构的分类

2.膜结构的材料

理解：1.膜结构的荷载、作用及其组合

2.膜结构的节点构造应用：1.一般设计计算原则

2.索膜结构的基本理论与分析方法

第五章 管桁架结构

通过本章学习，掌握管桁架结构的概念、管桁架结构的选型、管桁架结构基本尺寸的确定、管桁架节点构造，熟悉管桁架结构内力分析计算原理和管桁架的杆件设计。本章难点是管桁架结构内力分析计算原理和管桁架的杆件设计及管桁架节点构造要求。

（一）管桁架结构的概念（重点）识记：1.管桁架结构的概念

2.管桁架结构的概念设计内容（二）管桁架结构选型（重点）识记：1.管桁架结构的基本形式

2.管桁架结构的分类（三）基本尺寸确定（重点）

理解：管桁架结构基本尺寸确定（四）管桁架结构内力分析（次重点）

理解：管桁架结构的一般设计原理应用：管桁架的杆件设计（五）管桁架节点构造（重点）识记：管桁架节点分类理解：钢管节点的构造要求应用：1.连接焊缝的计算

2.钢管相贯节点的强度

第六章 其他空间结构简介

通过本章学习，掌握组合网架结构、斜拉结构、张弦结构，熟悉折叠式网壳结构、索穹顶结构，了解仿生结构、自由曲面结构、开合结构。本章难点是组合网架的构件选型、组合网架构件设计与构造、斜拉网架结构的内力分析及设计构造、索穹顶结构的初始预应力确定。

（一）概述（重点）

理解：其他空间结构类别（二）组合网架结构（重点）识记：1.组合网架结构的概念和应用概况

2.组合网架的特点与分类理解：组合网架的构件选型应用：1.组合网架的计算要点

2.组合网架构件设计、构造

3.组合网架结构施工方法（三）斜拉结构（重点）识记：1.斜拉网架结构的形式

2.斜拉网架结构的特点理解：1.斜拉网架结构的的选型

2.斜拉网架结构的内力分析应用：斜拉网架结构的设计构造

（四）折叠式网壳结构（次重点）识记：折叠式网壳结构的分类理解：折叠式网壳结构的特点、应用

（五）张弦结构（重点）识记：张弦网架结构简介理解：张弦梁结构

（六）张拉整体结构（重点）识记：张拉整体结构简述理解：张拉整体结构的形式和特点

（七）索穹顶结构（次重点）识记：索穹顶结构的发展和工程应用理解：索穹顶结构的形式和特点应用：1.索穹顶结构的初始预应力确定的一般理论

2.索穹顶结构的节点构造（八）仿生结构（一般）

理解：仿生结构

（九）自由曲面结构（一般）

理解：自由曲面结构的形态创建（十）开合结构（一般）

理解：开合结构的开合方式与应用

第三部分

有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”“理解”“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上， 其含义是：识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：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、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材

1．指定教材：《大跨度空间结构》，王秀丽，化学工业出版社，2017 年版

三、

自学方法指导

1．在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2．阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3．在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4．完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

1．应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2．应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3．辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4．辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5．辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6．注意对考生能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7．要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8. 助学学时：本课程共 4 学分，建议总课时 72 学时，其中助学课时分配如下：

章次内容学时

第二章

网架结构分析及概念设计

第三章

网壳结构分析及概念设计

第四章

悬索结构与膜结构

第五章

管桁架结构

第六章

其他空间结构简介合计

五、关于命题考试的若干规定

1．本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2．试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为 30%、“理解”为40%、“应用”为 30%。

3．试题难易程度应合理：容易、中等、难比例为 3∶4∶3。

4．每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占 60%，次重点占 30%，一般占 10%。

5．试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题、分析计算题。

6．考试采用闭卷笔试，考试时间 150 分钟，采用百分制评分，60 分合格。

六、题型示例（样题）

一、单项选择题

（本大题共 20 小题，每小题 1 分，共 20 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡” 上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1．大跨度空间结构的优点不包括A．空间刚度大 B．抗震性能好 C．造价低 D．整体性和稳定性好

二、多项选择题

（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其选出并将 “答题卡”上的相应字母涂黑。错涂、多涂、少涂或未涂均无分。

21．与传统结构相比，膜结构具有的优点有A．自重轻、跨度大 B．透光性好 C．自洁性好 D．耐久性好 E．隔热性好

三、名词解释题

（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分）

26．空间张弦梁结构

四、简答题

（本大题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分）

31．简述网架结构节点设计时，节点应满足哪些要求？

五、分析计算题

（本大题共 2 小题，第 36 小题 15 分，第 37 小题 10 分，共 25 分）

36．某工程为商场，钢结构网架工程。建筑面积 986m2，网架主体跨度 19.8m，长度 52.8m，网架高度 2.36m。采用双层网架结构，结构形式为正放抽空四角锥体系网架，焊接球节点。网架轴心压杆规格φ166×6 钢管，已知截面特性：

杆件截面面积 A=23.75cm2，杆件最小回转半径 rmin=4.48cm，钢材强度设计值 f=310N/mm2，杆件容许长细比[λ]≤180，杆件计算长度系数μ=1，压杆稳定性系数为 0.95，轴压力 400KN。

问题：

（1）对于双层四角锥体系网架，除了本工程中采用的正放抽空四角锥体系网架外，还有哪些网架形式？

（2）简述正放抽空四角锥体系网架的组成及特点。

（3）验算受压杆件的轴压应力和长细比是否满足要求。