第十一章 标高投影画法几何及土木工程制图

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何问题,所以像填挖边坡的交线、坡脚等问题也常用标高投影来求 解。
第十一章 标高投影
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§11-1 点和直线的标高投影
标高投影的基准面是水平面,但在必要时增加铅垂面作为 辅助投影面,就能把单面投影转化为多面正投影。为了作图的 需要,标高投影图上应画出比例尺或指明绘图比例。
标高投影法不限于在土建工程中使用,在机械工程中像飞 机、船舶、汽车等产品的外壳,也常用类似的方法表示,但基 准面不一定是水平面。
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§11-3 曲面的标高投影
二、同坡曲面的标高投影
同坡曲面可以看作是锥轴始终垂直于水平面而锥顶沿着空间曲线L运动 的直圆锥的包络曲面。同坡曲面是直纹面,它与圆锥面的切线为同坡曲面上 的坡度线,其坡度等于锥顶半角的余切。用水平面截割同坡曲面及圆锥面, 所得的交线相切,即同坡曲面上的等高线与圆锥面上的同高程的等高线相 切。
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§11-1 点和直线的标高投影
例11-1 已知直线AB 的标高投影a9b5 和直线上点C 到点 A 的水平距离L=4m,试求直线AB 的坡度i、平距l 和点C 的高程。
解: 使用图中的比例尺量得点a9和点b5之间的距离为10 m,
于是可求得直线的坡度为:
i = H/L =(9-5)/10 = 2/5
面间的交线。(点 击鼠标看作图)
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§11-2 平面的标高投影
最后,以点a6 为圆心,以LAB=6:1/3=18 m 为半径作圆弧, 与坡面上高程为0 的等高线交于b0,a6b0 即为所求的坡面上的一 条坡度i=1:3 的倾斜直线。
边坡面上常画出示坡线,示坡线是一组长短相间、垂直于 等高线的细实线,从高程值大的一侧画向小的一侧。
画法几何及土木工程制图
第十一章 标高投影
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目录
§11-1 点和直线的标高投影 §11-2 平面的标高投影 §11-3 曲面的标高投影 §11-4 地形面的标高投影
第十一章 标高投影
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§11-1 点和直线的标高投影
一、概述
地面是起伏不平的不规则曲面,很难用三面投影图来表达 清楚。为此,常用一组等间隔的水平,水平面截割地面,所得 截交线均为水平曲线,其上的各点都有相等的高度,故称其为
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§11-3 曲面的标高投影
例11-8 已知同坡曲面上一条空间曲线的标高投影,曲线上A 点的标高投影a6,曲线的坡度i0=1:5。又知同坡曲面的坡度i=1:2.5 和坡面的倾斜方向,试作同坡曲面上整数高程的等高线。
解:算出曲线上高差为1m的整数高程点的平距l0=1:1/5=5m,
1. 用平面上一条等高线和平面的坡度线表 示平面
2.用平面上一条倾斜直线和平面的坡度表 示平面
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§11-2 平面的标高投影
例11-3 已知平面上一条高程为28的等高线,平面的坡度为 i=1:2,试作出该平面上若干条整数高程的等高线。
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§11-2 平面的标高投影
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§11-1 点和直线的标高投影
三、直线的标高投影
1. 直线的坡度和平距
直线上任意两点的高差与其水平距离之比,称为该直线的
坡度,记为i 。 i = H/L= tanα α为直线对水平面的倾角。
直线上任意两点的高差为一个 单位时的水平距离,称为该直线的
平距,记为l 。 l=L/H=1/i 或写成 i=1/l 或i =1:l
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§11-3 曲面的标高投影
例11-9 已知平台的高程为19,地面高程为15。拟修筑一条 弯曲斜路与平台相连,其位置和路面坡度为已知,所有填筑边 坡的坡度均为i=1:1,试作坡面与坡面、坡面与地面间的交线。
解:弯道路面上的等高线高差为1m,所以各坡面上等高线 的高差也是1m,相应的平距l=1:1/1=1 m。
LAC= HAC/I =(4-3.5)/0.5333= 0.9375 m d5、e6、f7、g8各点间的间隔均为平距尺寸1.875m 。
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§11-1 点和直线的标高投影
也可以利用作比例线段的方 法来求具有整数标高的点。
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§11-2 平面的标高投影
一、平面上的等高线和坡度线 平面上的水平线就是平面的等高线,它们彼此平行。当各 等高线的高差相等时,它们的水平距离也相等。
(4) 连a4与c0,f4与e0,得土堤边坡与斜路边坡的交线。
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§11-3 曲面的标高投影
一、圆锥面的标高投影 圆锥的底圆置于水平面上,用一组等间隔的水平面截割圆锥 面,得锥面上的一组等高线圆,这些圆的水平投影加上标高数 字,可以表示圆锥面。对于直圆锥,这些圆是同心的;对于斜圆 锥,这些圆是偏心的。 当圆锥正放时,等高线的高程越大,则圆的直径越小;而当 圆锥倒放时,高程越大,圆的直径也越大。
总之,坡度与平距互为倒数,直线的 坡度大,则其平距就小。坡度大表明 直线陡。
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§11-1 点和直线的标高投影
2.直线的标高投影表示法
通常用直线上两点的标高投影来表示
该直线,如右图中的a2b4.5;
当已知直线上一点B和直线的方向
时,也可以用点B的标高投影b4.5 和直线
的坡度i=1:1.5 来表示该直线,并规定表 示坡度方向的箭头指向下坡。
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§11-2 平面的标高投影
下面讨论交线标高投影的方向。
P、Q为两相交平面,用αp 表示
交线的标高投影与P 面上一条等高线
的夹角,用αq 表示交线的标高投影 与Q 面上一条等高线的夹角,则:
1.若P、Q 的坡度相等,则αp =
αq ;
2. 若P、Q 的坡度不等,则 ip>iq 时,αp < αq ;
解:平面的平距l=1/i=2m,根据图中的绘图比例尺,沿坡度
线向下坡方向按2m等距离地截取出27、26、25、……的高程 点,过它们可作出高程为27、26、25……的等高线。同样,沿坡 度线向相反方向作图,可作出高程为29、30……的等高线。
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§11-2 平面的标高投影
例11-4 已知平面上一条倾斜直线AB的 标高投影a3b10,平面的坡度i=1:0.5,试作 该平面的等高线和坡度线。
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§11-2 平面的标高投影
例11-6 已知堤顶高程为4 的土堤和路面坡度i=1:4 的上堤 斜路,设地面高程为0,各坡面的坡度如图所示,试作堤与斜 路坡面间、坡面与地面间的交线。
解:(1)算出堤顶边线与边坡的坡脚线间的水平距离
L1=L2=(4-0):1/2=8 m 据此可作出边坡的坡脚线。
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§11-3 曲面的标高投影
例11-7 已知圆形平台的高程为8,建在一斜坡上,斜坡平面 用一组等高线表示。平台的填筑边坡为i1=1:0.7,开挖边坡为 i2=1:0.5,试作填挖边界线。
解:以斜破平面上等高线8为界,左侧为填筑区,填筑坡面为 正圆锥面;右侧为开挖区,开挖坡面为 倒圆锥面。a8和b8是填挖 的分界点。填筑和开挖圆锥的锥顶在图中重合于c点。
直线上具有整数标高的点可以利用计算或图解的方法得到。 例11-2 已知直线AB 的标高 投影a3.5b8.3,求作AB上的各整数 高程点。
解:用比例尺量得LAB=9m,
算得坡度
i=HAB/LAB=(8.3-3.5)/9=0.5333 由此算出平距
l=1/i=1.875 m 点a3.5到第一个整数高程点c4 的 水平距离应为
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§11-1 点和直线的标高投影
二、点的标高投影
以水平投影面H为基准面,标高为0,作出点A、B在H 面上
的正投影a、b,并在其由下角标出这两点的标高,标高单位为 米(m),A在基准面以上,标高为正,B 在基准面以下,标高
为负。所得的图即为A、B 的标高投影图。本图中还画出了绘图
比例尺。
解:过点B且坡度为1:0.5的坡度线的 轨迹是一圆锥,包含AB直线且坡度为1:0.5 平面是与该圆锥相切的平面ABC。当圆锥 的底圆与点A在同一 高度的水平面上时, 底圆的半径应为:
r =(HB-HA)×l=3.5 m
第十一章 标高投影
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§11-2 平面的标高投影
以b10为圆心,以3.5m 为半径画圆,过a3 作该圆的切线,共 有两条,取其中符合箭头所指方向的一条,此即为平面上高程
等高线。把这些等高线的水平投影标上高度数字,能够表示地
面的起伏变化。这种用水平投影与高度数字结合起来表达空间
曲面的方法称为标高投影法,所得的单面投影图称为标高投影 图。
第十一章 标高投影
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§11-1 点和直线的标高投影
注写的高度数字,称为标高,也叫高程。习惯上把等高线 的水平投影仍叫等高线。
标高投影法是一种完善的投影方法,也可以解决面面相交等几
第十一章 标高投影
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§11-2 平面的标高投影
(2) 按L3=(4-0):1/4=16 m 作斜路路面与地面的交线b0d0 。 (3) 斜路两侧的边坡是以平面上一条倾斜直线和平面的坡度这
种形式给出的,可按例11-4的方法作图:算出r=(4-0):1/1.5=6 m,
以a4为圆心、以r为半径画圆弧,过b0作该弧的切线,即为一侧边 坡与地面的交线。同法可作出另一侧边坡与地面的交线d0e0 。
第十一章 标高投影
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§11-3 曲面的标高投影
填筑平距为 l1=1:1/0.7=0.7 m 开挖平距为 l2=1:1/0.5=0.5 m 以c为圆心,分别以0.7和0.5的级差调整半径画圆,找到圆锥面 的等高线与斜坡平面上同高程等高线的交点,用光滑曲线连接这些 交点,即为填挖边界线。
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§11-2 平面的标高投影
解:先计算各堤顶边线与各坡面上高程为0 的等高线间的 水平距离:
L1=L2=6:1/1.5=9 m , L3=1:1/1.5=1.5 m , L4=L5=L6=5:1/1=5 m
据此可画出各边坡的坡脚线。(点击鼠标看作图)
相邻两平面上 同高程等高线的交 点(如c5和d0)是两 平面交线上的点, 由此可作出相邻坡
第十一章 标高投影
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§11-3 曲面的标高投影
以弯道两侧边线上的高程点16、17、18、19为圆心,按1m
的级差调整半径画同心圆,得到各锥面的等高线,作同高程等
高线的公切线,即为同坡曲面上相应高程的等高线15、16、17、
18。这些等高线与平台填筑坡面上相同高程的等高线相交,用光 滑曲线连接起来,即得同坡曲面与平台坡面的交线。各坡面上高 程为15的等高线就是它们与地面的交线。
平面上的坡度线就是平面上对水平面的最大斜度线,它的坡度 代表了该平面的坡度。坡度线上应画出指向下坡的箭头。平面的坡 度线与等高线互相垂直,它们的标高投影也互相垂直。
第十一章 标高投影
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§11-2 平面的标高投影
二、平面的标高投影表示法 画出了平面的一组等高线就表示了平面, 这是表示平面的基本形式。除此之外,还可以 用下面的方法表示平面:
3. 若P、Q 的等高线平行,则两
平面的交线平行于等高线。
增加V面
辅助投影
第十一章 标高Βιβλιοθήκη 影19§11-2 平面的标高投影
例11-5 已知两土堤顶面的高程、各坡面的坡度、地面的高 程,如图所示,试作出两堤之间、堤面与地面之间的交线,并 从堤顶a6 在坡面上作一条坡度i=1:3 的倾斜直线。
第十一章 标高投影
由此求得直线的平距为:
l = 1/i = 5/2 =2.5m
由于LAC=4m ,所以点C和点A 的高差 HAC= i×LAC = 2/5×4 =1.6m
由此求得点C的高程
HC = HA - HAC = 9 - 1.6 = 7.4m
第十一章 标高投影
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§11-1 点和直线的标高投影
3.直线上的整数高程点
为3 的等高线。过a3b10上具有整数高程的点作此线的平行线,可 得相应高程的等高线。过b10 作等高线的垂线,并加上箭头,此 即为所求的坡度线。
第十一章 标高投影
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§11-2 平面的标高投影
三、平面交线的标高投影 在标高投影中,两平面的交线,就是两平面上两对相同高 程的等高线相交后所得交点的连线。
从而可作出曲线上的点b5、c4、d3,再算出同坡曲面上高差为1m
的整数高程等高线间的 平距l=1:1/2.5 m。
第十一章 标高投影
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§11-3 曲面的标高投影
以点c4、b5、a6为圆心,以l 为级差调整半径画同心圆,即为
各圆锥面的等高线。作各圆锥面上同高程等高线的公切线,即
得同坡曲面上相应高程的等高线3、4、5、6。
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