建筑工程测量教案

第一讲工程测量的基本理论知识㈠知识目标：熟悉工程测量的任务、内容能力目标：掌握工程测量的一般程序与工作原则一、本课程学习的目的与内容简介通过设疑、答疑引入工程测量的目的，对照课程目录解说本课程学习的主要内容及能力要求。二、工程测量的概念1.工程测量学的任务和内容工程测量学的含义——指的是研究工程建设在勘测设计阶段、施工准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段以及交付使用后的服务管理阶段所进行的各种测量工作的一门科学。工程测量学的任务——为工程建设服务工程测量学的内容——测定和测设工程测量学的实质——确定点的位置测定——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法对地球表面的地物和地貌的位置进行实地测量并按照一定的比例尺缩绘成图的过程。（包括图根控制测量、地形测量、竣工测量、变形测量等）测设——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法将规划、设计在图上的建筑物、构筑物标定到实地上，作为施工依据的过程。（包括建筑基线及建筑方格网的测设、施工放样、设备安装测量等）2.建筑工程测量的内容⑴工程规划设计阶段——测绘地形图⑵工程施工准备阶段——按图样要求实地标定建筑物、构筑物的平面位置和高程⑶施工阶段——对施工和安装工作进行检验、校核⑷管理阶段——定期进行变形观测（大型和重要建筑物）工程建设的每一个阶段都离不开测量工作，测量的精度和速度直接影响到整个工程的质量和速度。测量放线工——进行工程建设的施工测量3.测量工作的一般程序⑴从整体到局部⑵从高级到低级⑶先控制后细部4.测量放线工的工作原则⑴严格按建筑工程施工设计图样的要求进行施工测量⑵按建筑工程施工组织设计的安排及时进行有关测量工作⑶严格按测量规范和细则进行测量工作⑷边工作边检核第二讲工程测量的基本理论知识㈡知识目标：掌握地面点位的确定方法及建筑工程施工图的识读方法能力目标：能识读一般的建筑工程施工图一、地面点位的确定及地球曲率对测量的影响测量的基准线——铅垂线测量的基准面：⑴水准面（曲面，大地水准面或任意水准面）⑵水平面（平面，适用于小测区）地面点的确定——高程+平面位置（地理坐标或平面直角坐标）地球曲率对测量的影响：⑴对距离测量影响相对较小，半径小于10km的测区可以水平面代替水准面⑵对高程测量影响很大，可用公式△h=D2/2R进行修正或用适当的测量方法消除二、对地形图的要求比例尺精度——某比例尺图上0.1mm的实地距离选择测图比例尺的原则：⑴要满足设计对地形图精度的要求⑵要考虑测量工作的经济性与合理性三、建筑工程施工图的识读1.基本概念⑴建筑物的分类：工业建筑、民用建筑⑵建筑结构的分类：木结构、混合结构、钢结构、钢筋混凝土结构⑶建筑施工图（蓝图）分类：建筑总平面图：有坐标格网、控制点、风玫瑰、等高线等建筑施工图：有平面图、立面图、剖面图、详图及说明，编号为“建施×或J×”结构施工图：有平面布置图、剖面图、构件详图及说明，编号为“结施×或G×”暖卫施工图：有平面图、透视图、详图，编号为“暖施×”电气施工图：有平面图、系统图、详图，编号为“电施×”2.建筑施工图中的线条、符号及名称⑴线条定位轴线、剖面剖切线、中心线、尺寸线、引出线、折断线、虚线、波浪线⑵索引标志表示图上该部分另有详图。表示方法有四种，如图1-16。⑶符号对称符号、连接符号、钢筋符号、型钢符号、构件符号、门窗符号、其他符号⑷图例⑴总平面及运输图例⑵建筑材料及配件图例⑶建筑配件及运输装置图例⑷卫生设备图例⑸钢筋焊接接头标注方法⑹孔、螺栓、铆钉图例⑺图形符号表示焊缝剖面的基本形式⑻辅助符号表示焊缝的辅助要求⑼常用焊接接头的焊缝代号标注方法3.识图方法与步骤⑴识图方法先建筑图后结构图先平面图后立（剖）面图先轮廓后细部先粗后细图样与说明对照看建筑施工图与结构施工图对照看⑵识图步骤a.看目录b.看设计总说明c.看平面图d.看立面图、剖面图e.形成一个整体概念后按建筑、结构、详图顺序看图，记下遇到的问题以待解决f.通阅图样后，按不同工序的施工要求，将图样再细读g.在看图中把建筑图和结构图相互对照看，看有无矛盾，结构上能否施工h.看图中，应边看图样边作笔记，记下关键内容，如轴线尺寸、开间尺寸、层高、楼高，主要梁、柱的截面尺寸、长度、高度，砂浆标号、混凝土标号等4.识读建筑总平面图⑴建筑总平面图特点建筑总平面图是表明新建筑物所在位置及其周围的平面情况布置图。可以是几幅图，也可以是一幅图。（建筑红线范围之内）A.与建筑平面图的区别建筑平面图中的建筑物（构筑物）只采用比例符号表示。B.与建筑施工平面图的区别建筑施工平面图的内容较多，还包括施工用的临时设施。⑵建筑总平面图识读方法A.识读新建房屋的具体位置B.识读房屋±0.000的绝对标高C.识读房屋定位坐标D.识读与房屋建筑有关的事项，如道路、水源干线、下水管道干线、电源引入位置、电杆位置以及有关地物第三讲误差理论基本知识知识目标：能计算与评定相应的测量误差能力目标：能选用合理的办法减少或消除测量误差，控制测量精度一、测量误差的概念测量误差，也称观测误差，指的是测量值之间或测量值与真值之间的差异。等精度观测，观测条件（包括人、仪器、外界环境）相同的各次观测。二、测量误差的分类1.系统误差由于测量仪器、工具构造不完善或校正不准确引起的误差，具有累积性，可以采用恰当的观测程序、观测方法或用计算改正的方法将之消除或削弱。2.偶然误差由于分辨力、空气透明度、风力、光线等因素引起的误差，这种误差无法完全消除。误差理论就是研究和处理偶然误差的理论。三、偶然误差特性1.在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定限值。2.绝对值相等的正误差和负误差出现的概率相等。3.绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多。4.当观测次数无限多时，偶然误差的算术平均值的极限为零。四、观测值精度的评定标准1.中误差——m（必须先知道真值X）各个真误差的平方和的平均值的开方。反映未知量某一批观测值精度的高低，具有整体性，能突出反映测量结果中较大误差的影响。2.相对误差——1/K进行距离丈量时采用（量距误差与所量的距离长度有关）。1/K=观测值中误差/观测值3.极限误差——△限一般定两倍中误差为极限误差（出现的概率仅有5%）。即△限=2m五、真值未知情况下的中误差计算1.观测值的算术平均值（真值未知的情况下采用）——x对于等精度观测，当观测次数无限多时，算术平均值就是真值。观测次数有限时，算术平均值虽不等于真值，但比如何一个观测值更接近真值，是观测对象的最可靠值，也称为最或然值。2.观测值的改正数——vv=x–L（观测值）[v]=03.利用改正数求中误差m2=[vv]2/(n-1)六、误差传播定律各独立观测值的中误差与这些观测值函数的中误差之间的关系的定律，即误差传播定律。1.倍数函数的中误差若有z=Kx则有mz=K·mx2.和或差函数的中误差（水准测量的中误差）若有z=x1±x2±…±xn则有m2z=m21+m22+…+m2n若各观测值为等精度观测时，m1=m2=…=mn=m则有m2z=n·m23.线性函数的中误差见公式（2-20）算术平均值的中误差M2=m2/n4.一般函数的中误差倾斜量距水平距离的精度，见公式（2-23）三角高程测量的高差精度，见公式（2-24）坐标计算中坐标增量的精度，见公式（2-25/26）前方交会定点的点位精度，见公式（2-28/29/30/31）七、不等精度观测的加权平均值及其中误差不等精度观测的加权平均值x=[PiLi]/[Pi]定权方法：⑴根据中误差定权Pi=μ2/mi2⑵观测值中误差相等，各组观测次数n不同时，各组平均值的权Pi=c·ni⑶水准网测量的权的确定及导线边坐标方位角的权的确定Pi=c/Ni第四讲水准测量（一）知识目标：水准测量原理及水准仪的基本结构、使用方法。能力目标：能按要求操作水准仪及准确读数高程是确定地面点位置的一个要素。高程测量的方法：水准测量（精密测定高程）、三角高程测量。一、水准测量原理水平视线→测定两点高差→推算高程hAB=a-b(a—后视读数，b—前视读数)HB=HA+hAB=HA+a-b二、水准仪1．水准仪作用提供水平视线。2．水准仪构造（DS3）⑴望远镜提供视线⑵水准器有圆水准器和管水准器两种。水准器气泡居中（由微倾螺旋调整），则视线水平⑶基座连接三脚架，用其脚螺旋可粗略整平仪器3．水准尺和尺垫水准尺有直尺、折尺、塔尺之分，精度要求高时采用直尺。尺垫即尺台，有三角形、圆形之分，防止尺子下沉。三、水准仪的使用1.安置与粗略整平支开三脚架，架头基本水平，用连接螺旋将水准仪与三脚架固连，用脚螺旋使圆水准器粗略整平。2.瞄准松开望远镜制动螺旋，用准星、缺口粗略瞄准。调节目镜螺旋使十字丝清晰；转动物镜对光螺旋，使水准尺的分划呈像清晰；转动微动螺旋使十字丝纵丝对准水准尺。3.精确整平和读数转动微倾螺旋使水准管的气泡精确居中，并立即读数（由上往下读）。4.消除视差通过反复调节目镜调节螺旋、物镜对光螺旋使十字丝和水准尺均呈像清晰，眼睛上下晃动时读数稳定。第五讲水准测量（二）知识目标：水准测量的一般方法和要求能力目标：能利用水准仪按要求完成水准路线的观测一、水准测量的一般方法水准测量是按照一定的水准路线进行的。当所测两点的距离或高差过大时，需在两点之间分段进行，逐段安置仪器，依次测出各段高差，而后测算两点的高差。即h1=a1-b1h2=a2-b2……hn=an-bn有hAB=∑h=∑a-∑b水准测量手簿测站测点后视读数（m）前视读数（m）高差（m）高程（m）备注+-1A1.8521.19471.632TP10.6582TP11.6720.312TP21.3603TP21.0290.443TP31.4724TP31.7540.358B1.39673.053=71.632+1.421计算校核∑a=6.307∑b=4.886∑h=+1.421∑a-∑b=6.307-4.886=+1.421TP1、TP2、TP3——转点，起传递高程的作用。二、水准测量的校核方法和精度要求㈠测站校核1.改变仪高法2.双面尺法黑面为基本面，起始读数为0；红面为辅助面，起始读数有4687mm或4787mm两种。㈡路线校核1.闭合水准路线水准点BM1（BenchMark）高程已知，由该点出发依次测定1、2、3点的高程后，再回到BM1点组成闭合水准路线。∑h理=0，但往往∑h≠0，存在高差闭合差△h,即△h=∑h等外水准测量要求：△h允=±40L1/2或±10n1/22.附合水准路线水准点BM1、BM1高程均已知，从BM1点开始依次测定1、2、3点的高程，最后附合到BM2点上，组成附合水准路线。理论上∑h测=H终-H始,实际上两者往往不相等，存在高差闭合差△h=∑h测-（H终-H始）等外水准测量要求：△h允=±40L1/2或±10n1/23.支水准路线只有一个已知水准点BM1，需要往返测进行校核，高差闭合差△h=h往-h返等外水准测量要求：△h允=±40L1/2或±10n1/2注：路线长度或测站数以单程计。三、水准路线闭合差的调整与高程计算1.闭合和附合水准路线高差闭合差的调整误差与路线长度或测站数成正比，根据这个原则，将闭合差反其符号，按路线长度或测站数成正比分配到各段高差观测值上。高差改正值为△hi=△h*Li/∑L或△hi=△h*ni/∑n2.支水准路线高差闭合差的调整取往测和返测高差绝对值的平均值作为两点的高差值，其符号与往测同。第六讲经纬仪（一）知识目标：角度测量原理及经纬仪的结构原理能力目标：能按要求操作经纬仪及准确读数一、经纬仪的用途与结构1.经纬仪的用途可直接测量水平角和竖直角，也可间接测量水平距离和高差。2.光学经纬仪采用光学度盘及手工旋转测微器进行读数。基本结构包括：⑴照准部上部可转动部分，包括望远镜、横轴、竖盘、支架、竖轴、水平度盘水准器及光学读数系统。⑵水平度盘在优质玻璃上刻划了00-3600的分划，度盘分划值为10。⑶基座有三个角螺旋，用于整平仪器；基座借助中心螺旋与三脚架连接。读数方法：采用分微尺测微器（分微尺最小分划为1′），直接读出°、′，估读″（6″的整数倍）。3.电子