2016山西省石楼职中建筑工程测量（高教版）教案：第一章 绪论.docVIP

建筑工程测量 第一章 绪论 [教学目的]：1、了解建筑工程测量的任务与内容现在与发展方向。 2、理解测量工作的基准面和地面点位确定的方法。 3、掌握高斯-克吕格正形投影的分带计算。 [教学任务与内容]：1、建筑工程测量的任务与作用 2、地面点位的确定 3、测量工作的原则和程序 [学 时]：2学时。 [教学条件]：多媒体教室。 §1.1 测量学简介 测量学是研究地球的形状、大小确定地球表面各种物体的形状、大小、空间位置的科学。 (1) 地物和地貌 1) 地物——地面上天然或人工形成的物体， 包括湖泊、河流、海洋、房屋、道路与桥梁等。 2) 地貌：地表高低起伏的形态，它包括山地、丘陵与平原等。 地形——地物和地貌的总称。 (2) 测量学的任务 测定与测设 1) 测定——使用测量仪器和工具， 通过测量和计算， 将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定符号缩小绘制成地形图。 2) 测设 将地形图上设计的建筑物、构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。 (3) 测量在国民经济建设中的应用 1) 城市规划、给排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建设 ① 设计阶段——测绘各种比例尺地形图，供结构物平面及竖向设计使用； ② 施工阶段——将设计建构物的平面位置 和高程在实地标定出来，作为施工的依据； ③ 工程完工后——测绘竣工图，供日后扩建、 改建、维修和城市管理用；对某些重要建构筑物在建设中和建成后进行变形观测，保证建筑物安全。 2) 铁路、公路建设的测量工作 ① 测绘路线附近地形图， 在地形图上设计路线，将设计路线位置标定到地面。 ② 建桥前，测绘河流两岸的地形图，测定河流的水位、流速、流量与河床地形图、桥梁轴线长度，为桥梁设计提供资料，将设计桥台、桥墩位置标定到实地。 ③ 开挖隧道前，在地形图上确定隧道位置， 计算隧道长度与方向，指示隧道开挖方向，保证隧道正确贯通。 §1.2 地球的形状和大小 (1)、地球 1) 南北极稍扁，赤道稍长，平均半径为6371km的椭球。 2) 表面有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等，呈现高低起伏的形态。最高处——中国珠穆朗玛峰，8844.43m2005年中国测得。最低处——马里亚纳海沟 ，-10911m，1995年日本探测艇海沟号(Kaiko)测得。 3) 海洋面积——71%，陆地面积——29%。 (2) 地球的物理特性 1) 重力与铅垂线 ① 重力——地球质点受万有引力与离心力的合力。 ② 铅垂线方向——重力方向。 2) 水准面 水准面——静止不动的水面延伸穿过陆地，包围整个地球，形成的封闭曲面。处处与铅垂线垂直的连续封闭曲面。因高度可变，水准面不唯一。 3) 大地水准面 与平均海水面吻合的水准面。静止海水面向大陆延伸，形成的不规则的封闭曲面。大地水准面——唯一。 §1.3 测量坐标系与地面点位的确定 (1) 参心坐标系与地心坐标系 物理空间——三维空间。表示地面点在某空间坐标系的位置需三个参数；确定地面点位——确定其在某个空间坐标系的三维坐标。 空间坐标系——地心坐标系和参心坐标系 。 “地心”——地球质心，WGS-84为地心坐标系。 “参心”——参考椭球中心，参心与地心一般不重合。 1954北京坐标系与1980西安坐标系属参心坐标系。 工程测量使用参心坐标系，地心坐标系与参心坐标系可以相互转换。 ② 大地地理坐标系 表示地面点在参考椭球面上的位置。 基准——参考椭球面和法线。 用大地经度L，大地纬度B表示。 P点大地经度L——P点大地子午面与首子午面的两面角 P点大地纬度B——P点的法线与赤道面的夹角。 大地经、纬度是根据起始大地点的大地坐标， 按大地测量所得数据推算得到。 起始大地点——大地原点，该点大地经纬度与天文经纬度一致。 我国以陕西省-泾阳县-永乐镇-石际寺村大地原点 建立的大地坐标系——1980西安坐标系。 大地原点的地理坐标约为 东经108°55′，北纬34°32′，海拔417.2m。 (3) 平面直角坐标系 球面坐标对局部测量不方便，工程测量一般在平面直角坐标系进行。地球是一个不可展的曲面，通过投影将地球表面物体化算到平面上， 一定存在变形。 案例——切橙子。 1) 高斯平面坐标系 高斯投影——保持球面上的角度不变，边长存在变形，保角投影。 德国科学家高斯在1820~1830年间，为解决德国汉诺威地区大地测量投影问题，提出的一种投影方法；1912年起，德国学者克吕格将高斯投影公式加以整理扩充并推导出了实用计算公式。使用高斯投影的国家——德国、中国、前苏联。 地球按经线划分为带——投影带；用空心椭圆柱横套在参考椭球外面；椭圆柱与某一子午线相切——中央子午线，椭球面上图形按保角投影原理投影到椭圆柱体面上；沿过南北极的母线切开