《建筑力学与结构》课程标准.docx
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《建筑力学与结构》课程标准
课程标准
一课程的性质与任务
建筑力学与结构是高职建筑工程技术专业的核心课，本课程内容设计与组织安排是按照基于工作过程导向的课程观来设计的，重构教学内容，设计8个模块即结构计算简图的确定、建筑结构荷载计算、力学计算、建筑结构基本设计原则、钢筋混凝土基本构件、建筑结构、结构工程图识读、解决建筑施工中力学与结构问题。
其主要内容包括建筑力学与建筑结构两大部分，因此课程名称仍为《建筑力学与结构》
本课程的任务是培养学生建筑结构工程图识读能力和基本建筑结构验算及一般设计能力，具备施工中结构问题认知及处理能力。
研究杆件或杆系结构在荷载作用下的平衡条件及承载能力，介绍建筑结构的设计方法和房屋抗震设计的基本知识；介绍建筑结构基本构件的设计和验算方法及结构施工图的绘制方法与识读，使所设计和施工的构件既安全可靠，又经济合理。
二课程教学目标
（一）能力目标
具有确定结构计算简图的能力；具有对一般结构进行受力分析、内力分析和绘制内力图的能力；具有测试强度指标和构件应力的初步能力；具有对构件进行强度、刚度和稳定性计算的能力；具有正确识读和绘制结构施工图的基本能力；具有正确选用各种常用结构材料的能力；具有常见结构体系认知能力；具有对常用结构构件进行计算、设计和验算的基本能力；具有处理施工中有关结构问题的一般能力。
（二）知识目标
在整个教学过程中应从高职培养目标和学生的实际出发，对基本理论的学习以应用为目的，教学内容以必需够用为度，重点学习建筑力学与结构的基本理论和基本知识、常用杆件及结构的受力分析方法、结构的内力计算及内力图的绘制方法、结构位移的计算方法及常用结构构件的设计方法，结构工程图识读基本知识，掌握设计工作过程知识。
（三）德育目标
培养学生勤奋向上、严谨细致的良好学习习惯和科学的工作态度；具有创新与创业的基本能力；具有爱岗敬业与团队合作精神；具有公平竞争的意识；具有自学的能力；具有拓展知识、接受终生教育的基本能力
三课程内容及教学要求
0绪论
1．教学要求
要求对建筑结构建立感性认识，掌握建筑结构的概念及分类；了解建筑结构的发展概况；了解建筑结构构件及其受力状态；了解本课程的特点、地位及学习方法。
2．主要内容
建筑结构的概念；建筑结构的分类；建筑结构发展概况；建筑结构构件及其受力状态；建筑力学与结构的任务，本课程与其他课程的关系及学习方法。
模块一（单元1）结构计算简图的确定
1．教学要求
能进行构件和结构的受力分析。
理解平衡、刚体及力的概念；掌握工程中常见几种约束类型的约束作用、简图及其反力；掌握正确画出分离体和受力图的方法；理解静力学公理及推理；了解把简单的工程实际问题抽象为力学模型的方法；能从简单的物体系统中选取脱离体并正确画出受力图。
能进行结构计算简图的选取，掌握选择结构计算简图的原则和方法，。
能对一般的平面杆件体系进行几何组成分析，掌握平面杆件体系几何组成的基本规律。
2．主要内容
平衡、刚体和力的概念；力系的分类及特征；静力学公理，力的可传性原理，三力平衡汇交定理；约束和约束反力，主动力；脱离体和受力图，结构和构件的受力分析。
结构的计算简图的概念；结构计算简图简化的内容，体系、节点、支座、荷载的简化；结构计算简图的选取。
几何不变体系及几何可变体系的概念、几何组成分析的目的；自由度和约束的概念；平面结构几何组成的基本规则；瞬变体系概念；平面体系几何组成分析；静定结构与超静定结构；几何组成与静定性的关系。
模块二（单元2）建筑结构荷载计算
1、教学要求
能进行结构荷载标准值的计算。
掌握荷载的分类；熟悉荷载的代表值；
2、主要内容
荷载的分类；荷载的代表值；结构荷载标准值计算。
模块三（3～10单元）力学计算
子模块1（单元3）平面力系的平衡条件及其应用
1、教学要求
能运用平面力系平衡条件求解支座或约束反力，进行抗倾覆计算、考虑摩擦的抗滑移计算。
掌握简便求解梁支座反力。
正确理解力和力偶的性质；理解合力投影定理及合力矩定理，
能熟练地计算力在坐标轴上的投影和力对点的矩；掌握力偶及力偶矩的概念，了解平面力系的简化结果，熟悉各种平面力系的平衡方程。
2、主要内容
平面汇交力系合成的几何法及解析法；力在直角坐标轴上的投影，合力投影定理；平衡方程及其应用。
力对点之矩，合力矩定理；力偶、力偶矩、力偶的性质；平面力偶系的合成和平衡条件。
力的平移定理，平面一般力系向作用面内任一点的简化；力系的主矢量和主矩；力系各种简化结果的讨论；平面一般力系的合力矩定理；平面一般力系的平衡条件及其应用，物体系统的平衡。
抗倾覆计算、梁支座反力简便求解方法、考虑摩擦的抗滑移计算
子模块2（4～7单元）构件承载能力的计算
单元4拉伸和压缩变形时的承载力计算
1．教学要求
能进行轴向拉、压杆的强度计算。
理解构件承载力的概念，掌握变形固体的概念，了解杆件变形的基本形式。
掌握运用截面法计算轴力及画轴力图；掌握拉压杆横截面上及斜截面上的应力计算；掌握轴向拉压杆变形的计算、虎克定律的适用范围，理解轴向拉伸与压缩的概念及其变形特点；
2．主要内容
构件承载力的概念；变形固体的概念；杆件变形的基本形式；轴向拉伸和压缩的概念，轴力和轴力图；轴向拉压时横截面上的应力，轴向拉压时的变形、虎克定律、金属材料性能与检验、轴向拉压杆强度计算。
单元5剪切与扭转变形时的承载力计算
1．教学要求
能运用剪切与挤压的实用计算方法校核连接件的强度；理解剪切变形的受力特点、挤压变形的概念；掌握圆截面杆扭转时扭矩的计算、横截面上应力的计算及轴的强度计算；理解剪切虎克定律、切应力互等定理；了解圆截面杆扭转时的变形计算及刚度条件的应用。
2．主要内容
剪切与挤压的概念、剪切与挤压实的用计算；
剪应力互等定理，剪切虎克定律；扭转的概念，圆截面杆扭转时横截面上的扭矩，圆截面杆扭转时横截面上的剪应力；圆截面杆扭转时的强度条件及强度计算。
单元6弯曲变形时的承载力计算
1．教学要求
能熟练绘制梁的内力图。
理解梁平面弯曲的概念及其受力特点、变形特点；掌握用截面
法计算梁的剪力和弯矩；掌握画梁的内力图的基本方法及其规律；理解荷载集度、剪力和弯矩之间的微分关系，掌握用叠加法绘内力图。
掌握组合平面图形静矩与形心的计算；掌握简单平面图形惯性矩的计算；掌握组合截面惯性矩的计算方法；理解静矩、惯性矩的定义；理解惯性矩的平行移轴公式；了解形心主惯性轴和形心主惯性矩的概念。
掌握正应力分布规律及横截面上任一点的正应力计算公式；理解正应力强度条件，熟练对梁进行正应力强度计算；了解剪应力的分布规律及剪应力强度条件；掌握梁的变形及刚度条件。
掌握用叠加法求梁的变形、理解梁的挠度与转角的概念；了解刚度条件及刚度计算；了解提高梁抗弯刚度的措施。
掌握偏心受压构件的应力和强度计算
2．主要内容
梁弯曲变形的概念；梁平面弯曲时横截面上的内力——弯矩和剪力、内力正负号规定；截面法求指定截面上的内力；用剪力方程、弯矩方程作简单梁的剪力图和弯矩图；荷载集度、剪力和弯矩之间的微分关系及其在绘制内力图上的应用；叠加法绘制弯矩图。
物体的重心和形心坐标的计算公式；静矩的概念；静矩的计算及特性；组合图形的形心计算；惯性矩、惯性积的概念、惯性矩的特性、惯性半径；简单图形惯性矩的计算；惯性矩的平行移轴公式、组合截面惯性矩的计算；形心主惯性轴及形心主惯性矩。
梁纯弯曲时的正应力分布规律及正应力计算公式；梁的正应力强度条件及强度计算；矩形截面与工字形截面梁剪应力的计算公式、常用截面梁的最大剪应力公式；梁的剪切强度条件；梁的合理截面形状、提高梁抗弯强度的措施。
梁弯曲变形的概念；叠加法求梁的变形；梁的刚度校核；提高梁刚度的措施。
偏心受压杆件的应力和强度计算
单元7压杆稳定的实用计算
1．教学要求
掌握用折减系数法验算压杆的稳定性；理解压杆稳定的概念；了解欧拉公式的适用范围；了解提高压杆稳定性的措施。
2．主要内容
压杆稳定的概念、失稳破坏；压杆的稳定与不稳定平衡；临界力、细长杆临界力计算的欧拉公式；杆端约束对临界力的影响；长度系数、计算长度；临界应力、长细比；临界应力计算公式的适用范围；压杆的稳定验算——折减系数法、提高压杆稳定性的措施。
子模块3（8～10单元）结构的受力分析与计算
单元8静定结构的内力分析
1．学要求
掌握静定结构内力的计算方法、能熟练绘制梁、刚架的内力图；掌握桁架的内力计算方法；
2．主要内容
静定结构的概念及其分类；多跨静定梁的受力特点及其分类、内力计算和内力图的绘制；静定平面刚架的受力特点及分类、内力计算和内力图的绘制；桁架的特点及其分类、节点法、截面法、联合法计算桁架内力、零杆的特征及其判定。
单元9静定结构的位移计算
1．教学要求
掌握结构位移计算的基本原理，能熟练应用图乘法计算梁和平面刚架的位移
2．主要内容
结构位移的概念；变形体的虚功原理；结构位移计算的一般公式；荷载作用下结构位移计算的图乘法
单元10超静定结构的计算
1．教学要求
掌握力法的基本原理，能用这些方法计算常用的简单超静定结构的内力；熟练应用力矩分配法计算连续梁和无侧位移刚架；了解超静定结构的特征。
2．主要内容
力法的基本原理、基本结构；典型方程；用力法计算简单的超静定梁和刚架；支座移动时单跨超静定梁的内力。
模块四（单元11）建筑结构基本设计原则
1．教学要求
能进行荷载效应组合设计值的计算。
掌握结构的功能要求和极限状态的定义及分类；了解影响结构可靠性的因素；掌握分项系数；掌握承载能力和正常使用极限状态的实用设计表达式；了解混凝土结构耐久性的规定。
了解钢筋分类；掌握钢筋的强度和变形性能；掌握钢筋的选用；掌握混凝土的强度与强度等级概念；了解混凝土的弹性模量；了解混凝土的收缩与徐变；了解粘结作用的组成、粘结强度及其影响因素。
2．主要内容
建筑结构的功能要求和极限状态；极限状态设计方法；影响结构可靠性的因素；分项系数；按承载能力极限状态计算；按正常使用极限状态计算；耐久性规定。
钢筋的分类；钢筋的强度和变形；钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求；钢筋的选用；混凝土的立方体强度及强度等级；混凝土的轴心抗压强度；轴心抗拉强度；混凝土在一次短期加荷时的变形；混凝土在多次重复加荷时的变形；混凝土的收缩和徐变；钢筋与混凝土之间的粘结作用。
模块5（12～15单元）钢筋混凝土基本构件
单元12钢筋混凝土受弯构件承载力计算
1．教学要求
能进行受弯构件外伸梁的设计
掌握梁和板的主要构造要求（包括梁和板的截面尺寸及配筋形式，粱和板内钢筋的直径与数量或间距）；保护层厚度、纵筋的锚固与接头、梁内箍筋和弯起钢筋的最大间距等构造要求。
重点掌握单筋矩形面受弯构件正截面承载力的计算原理与计算方法；掌握双筋矩形截面和T形截面受弯构件正截面承载力的计算方法；掌握受弯构件斜截面承载力的计算方法；掌握钢筋的弯起和切断要求，能绘制抵抗弯矩图。
了解受弯构件的变形特点及刚度的概念；掌握受弯构件变形和裂缝宽度的验算方法；掌握减少构件变形和裂缝宽度的措施。
2．主要内容
受弯构件的一般构造要求；受弯构件正截面破坏特征及适筋梁的正截面工作阶段；受弯构件正截面承载力计算的基本原则；单筋矩形截面受弯构件正截面承载计算；双筋矩形截面受弯构件正截面承载计算；T形截面受弯构件正截面承载力计算。
斜截面破坏的主要形态；梁斜截面受剪承载力计算；纵向钢筋的弯起和截断；钢筋的构造要求。
受弯构件的裂缝及变形验算简介。
单元13钢筋混凝土受压和受拉构件承载力计算
1．教学要求
掌握受压构件的构造要求；掌握轴心受压构件承载力计算，了解偏心受压构件的分类、破坏特点；掌握大小偏心受压的判别方法、了解附加偏心距及偏心距增大系数的概念；重点掌握对称配筋偏心受压构件承载力的计算方法；了解偏心受压构件斜截面承载力计算和裂缝宽度的验算。
了解钢筋混凝土受拉构件的承载力计算；偏心受拉构件的正截面承载力计算；偏心受拉构件的斜截面承载力计算。
2．主要内容
受压构件的构造要求；材料的强度等级；截面形式和尺寸；纵向钢筋、箍筋；轴心受压构件的计算；偏心受压构件的正截面承载力计算；偏心受压构件的斜截面受剪承载力计算；
偏心受压构件裂缝宽度验算；轴心受拉构件的承载力计算；偏心受拉构件的正截面承载力计算；偏心受拉构件的斜截面承载力计算。
单元14钢筋混凝土受扭构件承载力计算
1．教学要求
能进行悬背板式雨蓬设计。
了解雨篷的受力特点，掌握雨篷板、雨篷梁的承载力计算和雨篷的抗倾覆计算；掌握雨篷的构造要求。
了解矩形截面纯扭构件承载力计算；掌握矩形截面弯剪扭构件承载力计算和受扭构件的构造要求
2．主要内容
矩形截面纯扭构件承载力计算；矩形截面弯剪扭构件承载力计算；受扭构件的构造要求。
雨篷板的承载力计算；雨篷梁的承载力计算；雨篷的抗倾覆验算；雨篷设计实例。
单元15预应力混凝土构件
1．教学要求
掌握预应力混凝土的基本概念与优缺点；了解预加应力的方法及锚具夹具；掌握预应力混凝土构件对材料的要求；掌握张拉控制应力的概念；了解预应力的各项损失及组合；一般了解预应力混凝土构件计算；掌握预应力混凝土构件的构造要求。
预应力混凝土的基本概念；施加预应力的方法；锚具、夹具；预应力混凝土构件对材料的要求；张拉控制应力和预应力损失；预应力混凝土构件的构造要求。
模块6（16～21单元）建筑结构
单元16钢筋混凝土梁板结构
1．教学要求
能进行单向板肋梁楼盖的设计
了解钢筋混凝土楼盖的结构形式及其特点、掌握单向板肋梁楼盖的结构布置方式；重点掌握单向板肋梁楼盖的设计步骤及其计算方法（包括单向板肋梁楼盖的计算简图确定、梁板荷载计算、连续梁和板的内力计算、截面配筋计算要点与构造要求）；了解双向板肋梁楼盖的计算方法与构造要求；掌握楼盖结构施工图的绘制方法。
了解钢筋混凝土楼梯的类型及受力特点；重点掌握钢筋混凝土楼梯的计算方法及构造要求；掌握楼梯结构施工图的绘制方法。
2．主要内容
单向板肋梁楼盖结构平面布置、结构内力计算；截面配筋计算要点和构造要求；单向板肋梁楼盖设计实例；双向板肋梁楼盖结构平面布置；结构内力计算；截面配筋计算要点和构造要求；双向板支承梁的构造要求。
现浇梁式楼梯、现浇板式楼梯、楼梯设计实例；
单元17单层厂房排架结构
1．教学要求
了解排架结构的组成、传力途径及设计内容；了解单厂结构布置；掌握排架计算简图的确定及排架荷载计算；了解排架内力计算及内力组合的方法，了解厂房柱的设计方法；了解厂房主要承重构件的选型和各构件间的连接。
2．主要内容
排架结构的组成、传力途径及设计内容；结构的柱网布置；变形缝；支撑布置；抗风柱布置；圈梁、连系梁、过梁和基础梁布置。
排架计算简图；排架荷载计算；排架内力计算；排架柱最不利内力组合；单层厂房柱截面形式及选取；柱截面配筋计算；牛腿设计；承重构件的选型；各构件问的连接。
单元18多层结构房屋
1．教学要求
了解多高层房屋结构体系、多层框架的类型及布置；掌握框架结构的计算简图确定；掌
握荷载的简化与计算方法；了解框架结构的内力、侧移计算方法；掌握框架节点构造要求。
2．主要内容
多高层房屋结构体系简介；多层框架的类型及布置；框架结构的计算简图；梁柱截面形状及尺寸；材料强度等级。
荷载的简化与计算；框架的内力和侧移计算简介；无抗震设防要求时框架结构的构件设计；非抗震设计时框架节点的构造要求；多层框架设计实例。
单元19砌体结构
1．教学要求
了解块材的种类及其强度等级、砂浆的种类及其强度等级；掌握砌体强度的影响因素。
掌握无筋砌体及网状配筋砌体受压构件承载力计算方法；掌握砌体局部受压承载力计算方法；了解砌体轴心受拉、受弯和受剪构件承载力的计算方法。
了解房屋承重墙体的布置和房屋的静力计算方案；掌握墙、柱高厚比验算的方法；掌握刚性方案墙、柱的计算方法；了解弹性及刚弹性方案房屋墙、柱计算要点；掌握过梁、挑梁和砌体结构的主要构造措施；具有进行一般砌体房屋设计的能力。
2．主要内容
砌体的块材；砌体的砂浆；砌体的种类；砌体的抗压强度；砌体的抗拉、抗弯和抗剪强度；砌体的弹性模量、摩擦系数和膨胀系数。
无筋砌体受压承载力计算；砌体局部受压承载力计算；受拉、受弯和受剪构件的承载力计算；网状配筋砌体的承载力计算。
混合结构房屋承重墙体的布置；房屋的静力计算方案；墙柱高厚比验算；刚性方案房屋墙、柱的计算；过梁、挑梁和砌体结构的构造措施。
单元20钢结构
1．教学要求
了解结构用钢材的品种、规格和选用原则；了解钢材主要力学性能及影响钢材力学性能的各种因素；了解钢材的防火、防腐蚀措施。
了解钢结构连接方法和特点；了解焊接方法和焊接形式；掌握对接焊缝和角焊缝的构造要求和计算方法；掌握限制残余变形和残余应力的措施；掌握普通螺栓和摩擦型高强螺栓的构造要求和计算方法。
了解轴心受力构件的强度和刚度计算；掌握轴心受压构件的整体稳定和局部稳定计算；掌握实腹柱的截面设计方法；了解格构柱的设计过程和柱头、柱脚设计方法。
了解钢梁的类型和应用；掌握梁的强度、刚度和整体稳定计算及提高整体稳定的措施。
了解钢屋盖的结构组成；掌握支撑的种类、作用和布置原则；了解普通钢屋架的形式和尺寸；掌握普通钢屋架的荷载及内力计算方法；掌握普通钢屋架的杆件截面及节点设计方法。
2．主要内容
钢结构对钢材的要求；钢材的主要性能；影响钢材性能的因素；钢种、钢号及钢材的选用；钢结构的连接方法；焊缝连接的特性；对接焊缝的构造与计算；角焊缝的构造与计算；焊接残余应力与残余变形；普通螺栓连接的构造与计算；高强螺栓连接的性能与计算；轴心受力构件、受弯构件和拉弯、压弯构件计算；钢桁架外形及腹杆形式；屋盖支撑；普通钢屋架设计。
单元21建筑结构抗震设计基本知识
1．教学要求
了解抗震的基本概念、抗震设防目标和抗震设计的基本要求；了解多层房屋和钢混框架房屋的震害；掌握多层房屋和钢筋混凝土框架房屋抗震设计的一般规定；抗震构造规定。
2．主要内容
构造地震；地震波；震级；烈度；抗震设防；抗震设计的基本要求；多层房屋的抗震规定；钢筋混凝土框架房屋的抗震规定。
模块7单元22建筑结构施工图识读
1、教学要求
通过学习熟悉建筑结构平法制图规则；掌握平法施工图识读方法与步骤；能识读混凝土工程的结构施工图，能识读钢结构施工图。
2、主要内容
结构施工图概述；混凝土结构平面整体表示法；钢结构施工图。
模块8单元23解决建筑施工中力学与结构问题
1、教学要求
熟悉建筑施工中的一些力学与结构计算问题。
2、主要内容
模板及其支架系统计算；深基坑支撑计算。
四教学进度与课时安排
模块
单元
课程内容
学时分配
0
绪论
2
模块1
1
结构计算简图的确定
8
模块2
2
结构荷载计算
4
模块3
子模块1
3
平面力系的平衡条件及应用
18
子模块2
4
拉伸和压缩变形时的承载力计算
10
5
剪切与扭转变形时的承载力计算
2
6
弯曲变形时的承载力计算
18
7
压杆稳定的实用计算
4
子模块3
8
静定结构的内力分析
10
9
静定结构的位移计算
8
10
超静定结构的计算
16
模块4
11
建筑结构基本设计原则
4
模块5
12
钢筋混凝土受弯构件承载力的计算
26
13
钢筋混凝土受压和受拉构件承载力计算
10
14
钢筋混凝土受扭构件承载力计算
2
15
预应力混凝土构件
4
模块6
16
钢筋混凝土梁板结构
18
17
单层厂房排架结构
4
18
多高层房屋结构
6
19
砌体结构
18
20
钢结构
28
21
建筑结构抗震设计基本知识
4
模块7
22
建筑结构施工图识读
（28）实训一周
模块8
23
解决建筑施工中力学与结构问题
4
合计
228
五实训实习
1．作业（30学时）
（1）构件和结构的受力分析1学时
（2）结构计算简图的确定1学时
（3）平面杆系结构的几何组成分析1学时
（4）结构的荷载计算1学时
（5）用平面力系的平衡条件求解支座反力和约束反力1学时
（6）轴向拉压杆的强度计算2学时
（7）压杆稳定的实用计算1学时
（8）梁的内力图及梁的强度计算2学时
（9）静定平面刚架的内力计算及内力图绘制1学时
（10）图乘法计算结构在荷载作用下的位移1学时
（11）用力法计算超静定结构2学时
（12）用力矩分配法计算超静定梁2学时
（13）钢筋混凝土外伸梁设计4学时
（14）钢筋混凝土受压柱设计2学时
（15）砌体受压柱设计2学时
（16）梁端局部受压计算2学时
（17）钢结构轴心受压柱设计2学时
（18）钢结构连接件计算2学时
2．实验（4学时）
（1）低碳钢和铸铁的轴向拉伸和压缩实验（2学时）
低碳钢拉伸实验：
掌握拉伸图，应力一应变图及其特点，掌握强度指标、塑性指标的测定及弹性模量的测定，观察破坏形式。
铸铁的拉伸实验：
观察破坏形式，测定强度极限。
低碳钢的压缩实验。
铸铁的压缩实验。
观察破坏形式，测定强度极限。
（2）粱正应力电测实验（2学时）
了解电测原理。
用电阻应变仪测定梁纯弯曲时横截面上正应力的分布及其量值。
3．课程设计实训（一周）
该课程完成后，可安排一周课程设计，主要内容为：
现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼
盖设计，并绘制施工图。
4.结构施工图识图实训（一周）
根据建筑工程技术专业技能型人才培养目标、岗位需求及后续课程的衔接，经专业教学指导委员会确定，该课程必须让学生获得识读结构施工图的能力，实训以选取典型的真实的工程项目（至少选取砖混结构、框架结构两个代表性工程）为载体，设计识图实训教学过程，并学习新知识混凝土结构施工图平面整体表示方法制作规则和构造详图，实现“教、学、做”相结合。
5.综合实训和顶岗实习
该专业采用“2+0.5＋0.5”人才培养模式，第五学期综合实训，第六学期采用“工学结合、顶岗实习”，要求结合学生所在工地在建的工程项目完成熟练识读建筑结构施工图的综合能力训练。
六大纲说明
1、本大纲适用于三年制高职高专建筑工程技术专业。
2、前修课程：
修完高等教学、建筑材料与检测、建筑识图与构造等课程。
3、后续课程：
砌体结构施工、混凝土结构施工、钢结构施工等。
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