建筑工程测量教案

建筑工程测量电子教案贵阳职业技术学院科技处熊光奎课题：第一章绪论第一讲建筑工程测量的任务及地面点平面位置的确定课型：讲授教学目的与要求：了解测量学的概念及分类、地球的形状和大小；理解测定和测设的概念和区别、建筑物的施工测量、水准面和水平面区别、三种坐标的适用范围、高斯平面直角坐标x，y的含义；掌握大地水准面、铅垂线的概念及作用，测量学与数学中的平面直角坐标系的区别、测量工作的实质、地面点位置的表示方法。教学重点、难点：重点：测定和测设的区别；地面点位置的表示方法；大地水准面、铅垂线的概念及作用；测量学与数学中的平面直角坐标系的区别。难点：高斯平面直角坐标采用教具、挂图：地球仪、世界地图、多媒体课件复习、提问：1.日常生活中，你注意到了哪些测量问题，你能想明白吗？2.为什么说有工程建设就有测量施工？课堂小结：通过这次课，我们首先学习了测量学的概念，它包括了两个主要内容，测定和测设，大家回顾一下，然后我们了解了一下测量学的主要分支和建筑工程测量的内容。接下去我们学习了测量工作的实质，如何确定点的三维坐标，如何在地球上建立坐标系，重点要弄清楚高斯平面直角坐标的建立办法，以及在小区域范围内建立独立平面直角坐标系的方法，要清楚这两种坐标系与数学上平面直角坐标系的区别和联系。作业：教科书第10页3题、第11页4、5、7、8题课后分析：引言：1.建筑工程测量是建筑施工技术的重要组成部分，贯穿于施工过程始终；2.本学期理论课共十二周，每周6学时，包含七个实验，实训两周，第十八周考试；3.教学内容分为测量仪器使用、地形图测绘、测设等几方面内容，要求学会仪器操作和测量方法。第一章绪论第一讲建筑工程测量的任务及地面点平面位置的确定一、测量学的概念1.测量学：研究三维空间中各种物体的形状、大小、位置、方向和其分布的学科。2.内容：测定（测绘或测图）：是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列特征点的测量数据，或将地球表面的地物和地貌缩绘成地形图。测设（放样或放线）：是指用一定的测量方法将设计图纸上规划设计好的建筑物位置，在实地标定出来，作为施工的依据。图测量方法测量仪器实地（四要素），测定与测设是逆过程。3.分支：大地测量学（几何、物理、卫星）、海洋测绘学（水体、海底）、摄影测量与遥感学（地籍、火灾）、普通测量学（地形）、工程测量学、地图制图学。工程测量学内容：建筑工程测量、公路测量、铁路测量、矿山测量、水利工程测量。二、建筑工程测量的任务1.建筑工程测量：研究建筑工程在勘察设计、施工和运营管理阶段所进行的各种测量工作的理论、技术和方法的学科。2.任务：勘察设计：大比例尺地形图施工：施工控制网、场地平整测量、定位、放线、基础、主体施工测量（放样、构件安装、质量检验）、竣工图测量运营管理：变形观测三、地面点位的确定引述笛卡儿坐标系，测量工作的实质：测量工作的实质是确定地面点的位置（三维坐标），如何在地球上建立相互垂直的三位坐标系？1.地球的形状和大小①自然球体②大地体（大地水准面包裹的球体）铅垂线：重力的方向线。基准线（高程必须沿铅垂线方向来衡量；高斯平面坐标沿铅垂线方向投影）水准面：处处与重力方向线垂直的连续曲面。有无数个。水平面：与水准面相切的平面。大地水准面：与平均海水面相吻合的水准面。基准面（绝对高程的起算面，球面坐标高程为零的球面）。③[平滑]→地球椭球体（地理经纬度）→[扁率小]→球体（高斯平面）→[大半径小区域]→局部平面（独立平面直角坐标）。2.高斯平面直角坐标系：利用高斯投影法建立的平面直角坐标系。用于在广大区域内确定点的平面位置。高斯投影法：将地球划分成若干带，然后将每带按中央子午线不变投影到圆柱面，再展成平面（除子午线上距离均变长）。6°带中央子午线的经度360N；3°带N30。例：东经112°21′所在6°带、3°带中央子午线经度和带号。解：11137337152363151103031121121113196191241861211200带，在）（带，在第地球空间信息学：对所研究的物体，包括地球的整体及其表面和外层空间的各种自然和人造实体，利用接触与非接触式测量仪器、传感器及其组合系统，对这些实体进行信息的采集、量测、存储、管理、更新、分析、显示、分发和利用的一门科学和技术可以看出3°带每隔一带与6°带中央子午线是一致的，这与规定3°带从1.5°有关。规定：X坐标向北，Y坐标向东为正；保证中国区坐标为正值，Y轴向西移动500km，前面加注带号。X值表示点到赤道的距离，Y值表示点到中央子午线平移后的Y轴距离。（在带间换算应注意带号影响）早期为从原苏联引测的1954年北京坐标系，目前采用的国家坐标系称为“1980年国家大地坐标系”，大地原点在陕西泾阳永乐镇。3.独立平面直角坐标：当测区范围较小时，可以用测区中心点的水平面来代替大地水准面，在其上建立的测区平面直角坐标系，称为独立平面直角坐标系。（局部区域内确定点的平面位置）规定：南北纵轴为x轴，向北增加；东西横轴为y轴，向东增加；坐标原点一般选在测区的西南角，使测区内各点坐标均为正值；坐标象限按顺时针方向编号。（数学中的公式不需作任何变更应用到测量计算中）与数学坐标系区别：x，y轴方向不同，象限顺序不同与数学坐标系联系：按照y=x旋转90°即完全重合2011/2012学年第一学期课题：第一章第二讲地面点的高程、水平面代替水准面的限度、测量工作的基本工作及原则课型：讲授教学目的与要求：了解水平面代替水准面的限度；相关法律与法规。理解测量的基本工作及原则；高差的方向和正负；高差的大小与高程起算面的关系。掌握绝对高程、相对高程的概念及其区别；高差的概念。教学重点、难点：重点：绝对高程、相对高程的概念及其区别；高差的概念；测量的基本工作及原则。难点：水平面代替水准面的限度；测量的基本工作及原则。采用教具、挂图：多媒体课件复习、提问：1.测定、测设的区别是什么？2.大地水准面、铅垂线的概念及作用？3.地面点平面位置的表示方法？4.测量坐标系与数学坐标系的区别是什么？5.目前我国大地坐标系是什么？课堂小结：这次课我们首先重点学习了两个重要概念，高程和高差，实际上这两个概念在我们的生活中已经有了模糊的认识，通过这次课，大家要深刻地领会这两个概念，实际上这两个概念是相通的，高程既是一种高差，高差也可以参照高程定义为两点之间的铅垂距离，高程只不过是提出了一个参照面，按照参照面的不同又分为绝对高程和相对高程。然后我们了解了用水平面代替水准面的限度，有两个结论大家回顾一下。接下去我们重点学习测量的三项基本工作和测量的工作原则，大家应当在领会的基础上把握。作业：第一章绪论第二讲地面点的高程、水平面代替水准面的限度、测量工作的基本工作及原则一、地面点的高程设问：为什么世界各地的山峰可以比高低？1.绝对高程（高程H）：地面点到大地水准面的铅垂距离。（介绍青岛国家水准原点，1956年黄海高程系72.289m；1985年国家高程基准72.260m）2.相对高程（假定高程H′）：地面点到假定水准面的铅垂距离。±0.000m：建筑底层室内地坪面为该工程相对高程起算面。设问：如何比较两个人之间的身高？3.高差（h）：地面两点间的高程之差。理解：①地面一点比另一点高多少（减法）；以另外一点为零这点高多少。②ABABABHHHHh；A-基准点、B-待定点；与高程起算面无关。③高差有方向（待求点相对基准点）高差有正负（正：待求点高于基准点；负：待求点低于基准点）。④ABBAhh至此，我们确定了平面位置的基准（高斯、独立平面直角坐标系）和高程的基准（绝对、相对高程），用三个参数x、y、H即可确定地面点的空间位置。举例：已知HA=358.236m，HB=632.410m，求hAB和hBA分析：hAB指B点相对于A点高差，即B点比A点高多少（用减法），hBA亦然。解：hAB=HB-HA=632.410-358.236=274.174mhBA=HA-HB=358.236-632.410=-274.174m二、用水平面代替水准面的限度1.对距离：公式：222333RDDDRDD；1220000:1/810DDmmDkmD；；截至2002年能够达到最大测量精度是1：1000000。结论：半径10km范围内距离测量时，用水平面代替水准面，不必考虑地球曲率的影响。2.对高差：公式：RDh22mmhmDmmhmD7810008.0100；；结论：用水平面代替水准面，即使距离很短，也应顾及地球曲率的影响。三、测量工作概述1.测定地面点平面直角坐标的主要测量工作是测量水平角和水平距离。2.测定地面点高程的主要测量工作是测量高差。此为测量的三项基本工作（由已知到未知）。XY(Dcosα，Dsinα)D四、测量工作的基本原则1.从整体到局部、先控制后碎部、高精度控制低精度2.边工作边检查，前一步工作未作检核不能进行下一步工作目的：减少误差，避免错误；合理分区，方便组织实施。五、相关法律与法规法律：中华人民共和国测绘法、中华人民共和国计量法法规：行政区域界线管理条例测绘规范：GB50026-93工程测量规范、GB/T14911-91测绘基本术语、GB12327-1998海道测量规范、GB12897-91国家一二等水准测量规范设计与施工规范：GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范2008/2009学年第一学期课题：第二章水准测量第一讲水准测量原理、水准测量的仪器和工具、水准仪的使用课型：讲授教学目的与要求：了解高程测量的方法；自动安平水准仪与DS3级水准仪的区别；尺垫的作用及设置的位置。理解水准测量原理；DS3级水准仪的构造及各部件的作用；水准尺刻划注记规律。掌握高差法、仪高法计算未知点高程的方法；视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴、水准管分划值的概念；水准仪的使用；视差产生的原因及消除方法；水准尺的读数方法。教学重点、难点：重点：水准测量原理；DS3级水准仪的构造及各部件的作用；水准尺刻划注记规律；高差法、仪高法计算未知点高程的方法；水准仪的使用；视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴、水准管分划值的概念；视差产生的原因及消除方法；水准尺的读数方法。难点：水准测量原理；DS3级水准仪的粗略整平、精确整平方法；消除视差的方法；水准尺的读数方法。采用教具、挂图：多媒体课件、DS3级水准仪、自动安平水淮仪、水准尺、尺垫、三脚架。复习、提问：1.为什么在建筑施工测量中，常选定底层室内地坪面为该工程地面点高程起算的基准面？2.hAB与hBA的含义？3.水平面代替水准面在距离与高程方面有何影响？4.测量的基本工作有哪些？各有什么应用？测量工作的基本原则是什么？5.绝对高程、相对高程、高差的定义？课堂小结：这次课我们重点学习了水准测量原理，大家要结合前面的知识重点理解，这是我们后面工作的重要基础，确保在工作中不会发生原则性的错误。在此基础上我们学习了高差法和仪高法，大家要理解高程高差是物体本身固有的，不因我们测量与计算方法的改变而改变。然后我们学习了重点内容水准测量仪器的构造，以及如何运用仪器进行高差测量，大家要记忆各部件的名称和操作的步骤，下次课我们通过实验亲自体会一下。作业：教科书第33页2、3、4题课后分析：第二章水准测量第一讲水准测量原理、水准测量的仪器和工具、水准仪的使用一、高程测量（测定地面点高程）的方法按所使用的仪器和施测方法分：水准测量（水准尺、水准仪）、三角高程测量（经纬仪、水准尺）、气压高程测量（气压计）和GPS高程测量（GPS接收机）。建筑装饰施工中常用水平管和水平尺进行抄平。二、水准测量原理1.水准测量：水平视线（水准仪）+水准尺→待定点与已知点高差+已知点高程→未知点高程。2.四平行线关系推导计算未知点高程的公式：①高差法（由一点求另一点）：直接利用高差计算未知点高程。bahAB（后视读数－前视读数）；ABABhHH②视线高法（仪高法，由一点求多点）