建筑工程测量教案(最新整理)(163页).doc
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1、-建筑工程测量教案(最新整理)-第 163 页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
2、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
3、.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。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
4、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。(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
5、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. 地球的形状和大小自然球体大地体(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
6、(绝对高程的起算面,球面坐标高程为零的球面)。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;3带。例:东经11221所在6带、3带中央子午线经度和带号。解: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
7、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
8、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
9、?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
10、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: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。;A-基准点、B-待定点;与高程起算面无关。高差有方向(待求点相对基准点)高差有正负(
11、正:待求点高于基准点;负:待求点低于基准点)。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=mhBA=HA-HB=358.236-632.410=-m二、 用水平面代替水准面的限度1. 对距离:公式: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
12、替水准面,不必考虑地球曲率的影响。2. 对高差:公式: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)。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
13、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
14、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
15、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
16、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:高差法(由一点求另一点):直接利用高差计算未知点高程。(后视读数前视读数);视线高法(仪高法,由一点求多点):用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程。3. 注意事项区别仅在与计算方法不同;视线必
17、须水平;水准仪安置的高度对测算地面点高程或高差无影响。举例:设A点高程为101.352m,当后视读数为1.154m,前视读数为1.328m时,问高差是多少,待测点B的高程是多少?试绘图示意。分析:高差为后视读数减去前视读数,B点高程可用仪高法或高差法,高差已求,故用后者。解:hAB=1.154-1.328=mHB=HA+hAB=101.352-0.174=m利用上图,AB对调即可,理解后视与已知的关系举例:已知HA=417.502m,a=1.384m,前视B1,B2,B3各点的读数分别为:b1=1.468m,b2=0.974m,b3=1.384m,试用仪高法计算出B1,B2,B3点高程。分析:
18、仪高法先求视线高程,再按分别减去各前视读数,求得高程。解:i=HAHB1=i-b1=418.886-1.468=mHB2=i-b2=418.886-0.974=HB3=i-b3=418.886-1.384=三、 水准测量的仪器和工具1. 仪器:水准仪(型号DS05、DS1、DS3,角标越小越精密),工具:水准尺和尺垫(转点立水准尺用)。2. 微倾水准仪构造:望远镜(看清水准尺):物镜、物镜对光螺旋、对光凹透镜:成像到十字丝分划板十字丝分划板:目镜、目镜对光螺旋:看清十字丝分划板及尺像视准轴CC:十字丝交点与物镜光心的连线,延长线为视线。水准管轴应平行于视准轴。水准器(显示水平):管水准器:水准
19、管轴LL:过零点(分划线对称中心)与圆弧相切的切线,CCLL水准管分划值:水准管上2mm圆弧所对的圆心角,水准管分划愈小,灵敏度愈高圆水准器:圆水准器轴:过零点(分划线对称中心)的球面法线,VV基座(支撑上部、连接三脚架、调节水平):竖轴VV:水准仪的旋转轴。自动安平水准仪:自动补偿器(加磁阻尼)代替水准管;阻尼制动(摩擦)取代水平制动;增加直读1水平度盘。3. 水准尺(水准测量时与水准仪配合使用的标尺):塔尺(35m):分cm、0.5cm、mm三种注记;双面尺(3m):cm注记;黑红面相差4687/4787(尺长数)四、 DS3微倾式水准仪的使用安置仪器:架三脚架(高度适宜、稳定牢靠);连接
20、仪器粗略整平:左手大拇指法则瞄准水准尺:目镜调焦:向白亮背景初步瞄准:用照门准星物镜调焦:看清尺像精确瞄准:瞄准尺边或中央消除视差:现象:眼睛在目镜端上下移动,十字丝的中丝与水准尺影像之间相对移动原因:水准尺的尺像与十字丝平面不重合消除:十字丝调到最清晰(原清晰尺像变模糊),物像调至最清晰,检查视差精确整平:转动微倾(动作要轻)使气泡精确吻合成连续抛物线(转动方向与左泡一致)读数:从小向大读(倒像应从上到下读)依次读取整(米)分米、厘米数,估读到毫米,检查精平读数:12602008/2009学年第一学期课题:第二章 水准测量 第二讲 实验一 水准仪的认识和使用课型:实验教学目的与要求:了解DS
21、3型水准仪各部件的名称,理解其作用。练习水准仪的安置、粗平、瞄准、精平与读数。完成测量地面两点间的高差。教学重点、难点:重点:DS3型水准仪各部件的作用;水准仪的安置、粗平、瞄准、精平与读数。难点:粗平、精平与读数。采用教具、挂图:DS3级水准仪、水准尺、三脚架复习、提问:1. 在同一测站,前后视线是否必须水平一致?2. 试问精确整平时水准管气泡快要居中时,操作上应注意什么?3. 无论水准仪的望远镜成的是正像还是倒像,水准尺的读数都按注记增大的方向去读吗?4. 什么是视差,如何消除视差?5. 精平读数后是否需要再检查精平情况?6. 如果操作过程中发现圆水准器气泡逸出,应如何处理?课堂小结:通过
22、这次课每位同学都进行了仪器操作,熟悉了仪器的构造,各部分的名称,同时也学习了如何利用仪器进行高差的测量。通过实验我们要更好的理解水准测量的原理,操作的原则就是确保提供一条水平视线,理解前后视读数的概念,还要理解高差的概念,高差与我们的测量仪器和计算方法无关。在操作的层面大家一定要遵守规范,按步骤进行,细致一些,准确一些,保证测量成果的准确。作业:完成实验报告一课后分析:实验一 水准仪的认识和使用一、 目的与要求1. 了解DS3型水准仪各部件的名称及作用。2. 练习水准仪的安置、粗平、瞄准、精平与读数。3. 测量地面两点间的高差。二、 计划与设备1. 实验学时数安排2学时,实验小组由35人组成。
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