水利工程制圖電子教案情境三任務四標高投影

蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術學院教師授課教案學習情境學習情境三：工程形體的表達方法授課時間年月日第周授課教師趙曉芳授課班級授課時數(shù)學時授課方法學訓一體教學內容任務一：1.軸測投影的基本知識；2.軸測圖的畫法；3.曲面體軸測圖的畫法；任務二：1組合體視圖的畫法2.組合體的尺寸標注3.讀組合體視圖任務三：1.基本視圖與輔助視圖2.剖視圖3.斷面圖4.視圖、剖視圖、與斷面圖的閱讀5.規(guī)定畫法及簡化畫法6.第三角投影簡介任務四：1.標高投影的基本概念2.點、直線、平面的標高投影3.平面與平面的交線4.正圓錐面的標高投影5.同坡曲面6.地形面的標高投影知識目標1.通過本節(jié)學習，使學生掌握軸測投影的基本知識、軸測圖的畫法、曲面體軸測圖的畫法；2.了解組合體視圖的畫法、組合體的尺寸標注、掌握讀組合體視圖的方法。3.掌握基本視圖與輔助視圖、剖視圖、斷面圖的畫法，掌握視圖、剖視圖、與斷面圖的閱讀、理解規(guī)定畫法及簡化畫法、以及第三角投影簡介4.掌握標高投影的基本概念、理解點、直線、平面的標高投影、掌握平面與平面的交線、掌握正圓錐面的標高投影、理解同坡曲面以及地形面的標高投影。技能目標1.能熟練掌握軸測投影圖的畫法、基本知識、以及曲面體軸測投影圖的畫法；2.能正確繪制組合體的軸測投影圖的繪制、讀識以及尺寸標注。3.能掌握工程形體的表示方法：基本視圖、輔助視圖、剖視圖、斷面圖的規(guī)定畫法及簡化畫法，以及第三角投影簡介。4.能理解標高投影的基本概念，點、直線、平面的標高投影的畫法、平面與平面以及正圓錐面的標高投影，掌握同坡曲線和地形面的標高投影。教學重點和難點1.能掌握曲面體軸測投影圖的畫法；2.組合體的軸測投影圖的繪制尺寸標注。3.能掌握工程形體的表示方法：基本視圖、輔助視圖、剖視圖、斷面圖。4.能理解標高投影的基本概念，掌握同坡曲線和地形面的標高投影。導入新課工程圖樣中表達物體形狀的圖形是按正投影法繪制的，正投影法是繪制和閱讀機械圖樣的理論基礎。鞏固復習1.能熟練掌握軸測投影圖的畫法。2.理解基本知識、以及曲面體軸測投影圖的畫法；3.能正確繪制組合體的軸測投影圖的繪制、讀識以及尺寸標注。4.能掌握工程形體的表示方法：基本視圖、輔助視圖、剖視圖、斷面圖的規(guī)定畫法及簡化畫法。5.能理解標高投影的基本概念，點、直線、平面的標高投影的畫法、平面與平面以及正圓錐面的標高投影，掌握同坡曲線和地形面的標高投影。布置作業(yè)1.能熟練掌握軸測投影圖的畫法。2.基本知識、以及曲面體軸測投影圖的畫法；3.能正確繪制組合體的軸測投影圖的繪制、讀識以及尺寸標注。4.能掌握工程形體的表示方法：基本視圖、輔助視圖。5.掌握剖視圖、斷面圖的規(guī)定畫法及簡化畫法。6.能理解標高投影的基本概念，點、直線、平面的標高投影的畫法。7.平面與平面以及正圓錐面的標高投影，掌握同坡曲線和地形面的標高投影。教學效果分析任務四教學步驟、教學內容和教學方法備注一、咨詢【參考資料】《水利水電工程制圖標準》、《習題集》、水利工程施工圖實例等。【任務一內容】已知壩址處的地形圖和土壩的壩軸線位置及土壩的最大橫斷面，試完成該土壩的標高投影圖?！救蝿找蟆浚?）每位同學獨立完成本工作任務；（2）利用課外時間認真復習教材中的相關知識，熟悉《水利水電工程制圖標準》等相關資料；（3）對所繪制圖紙中的錯誤及不合理之處加以改正，并完成任務工單。【相關知識】教學目的與要求：1．掌握點線面的標高投影2．掌握平面等高線作法及兩平面交線3．掌握地形面表達及地形面與建筑物的交線主要教學內容：1．標高投影的基本概念2．點、直線、平面的標高投影3．平面與平面的交線4．正圓錐面的標高投影5．同坡曲面6．地形面的標高投影教學重點與難點重點：點線面的標高投影概念、地形等高線、地形面與建筑物的交線難點：坡度及平距的概念、兩平面交線、地形剖面課后作業(yè)：配套習題集課后體會：

一、復習舊課 總結各種總結工程形體各種表達方法二、引入新課題水工建筑物是修建在地面上的，因此在水利工程的設計和施工中，常需畫出地形圖，并在圖上表示工程建筑物和圖解有關問題。但地面形狀是復雜的，且水平尺寸比高度尺寸大得多，用多面正投影或軸測圖都很難表達清楚。因此，人們在生產實踐中總結了一種適合于表達復雜曲面和地面的投影——標高投影。三、教學內容第8章標高投影§8.1標高投影的基本概念圖講解：用多面正投影表達物體時，當水平投影確定以后，其它投影主要起提供物體上各特征點、線、面高度的作用。若能在物體的水平投影中直接注明這些特征點、線、面的高度，那么只用一個水平投影也完全可以確定該物體的空間形狀和位置。正四棱臺可以：在其水平投影上注出其上、下底面的高程數(shù)值2.000和0.000，為了增強圖形的立體感，斜面上畫上示坡線，為度量其水平投影的大小，再給出繪圖比例或畫出圖示比例尺。這種用水平投影加注高程數(shù)值來表示空間形體的單面正投影稱為標高投影。標高投影圖包括水平投影、高程數(shù)值、繪圖比例三要素。標高投影中的高程數(shù)值稱為高程或標高,它是以某水平面作為計算基準的，標準規(guī)定基準面高程為零,基準面以上高程為正,基準面以下高程為負。在水工圖中一般采用與測量一致的基準面（即青島市黃海海平面），以此為基準標出的高程稱為絕對高程。以其它面為基準標出的高程稱為相對高程。標高的常用單位是米，一般不需注明?！?.2點、直線、平面的標高投影一、點的標高投影圖講解：首先選擇水平面H為基準面,規(guī)定其高程為零,點A在H面上方5米,,若在A、點水平投影的右下角注上其高程數(shù)值即a5，再加上圖示比例尺，就得到了A點的標高投影。二、直線的標高投影1、直線的坡度和平距圖講解：直線上任意兩點間的高差與其水平投影長度之比稱為直線的坡度，用i表示。直線兩端點A﹑B的高差為△H，其水平投影長度為L，直線AB對H面的傾角為α，則得:在以后作圖中還常常用到平距，平距用l表示。直線的平距是指直線上兩點的高度差為1m時水平投影的長度數(shù)值。即：由此可見，平距與坡度互為倒數(shù)，它們均可反映直線對H面的傾斜程度。2.直線的表示方法直線的空間位置可由直線上的兩點或直線上的一點及直線的方向來確定，相應的直線在標高投影中也有2種表示法:圖講解：用直線上兩點的高程和直線的水平投影表示。用直線上一點的高程和直線的方向來表示，直線的方向規(guī)定用坡度和箭頭表示，箭頭指向下坡方向。3．直線上高程點的求法在標高投影中，因直線的坡度是一定的，所以已知直線上任意一點的高程就可以確定該點標高投影的位置，已知直線上某點高程的位置，就能計算出該點的高程。例已知直線AB的標高投影a8.5b3.5，求直線AB段上各整數(shù)高程點。分析：因直線的標高投影已知，所以可求出該直線的坡度i與平距l(xiāng)。根據(jù)△H=L×I，在圖中量取LAC，即可得△HAC，進而求出C點的高程。直線段上各整數(shù)高程點的標高投影可用計算法或圖解法求得。三、平面的標高投影1．平面的等高線和坡度線圖講解：平面上的等高線是平面上高程相同點的集合，即是該平面上的水平線，其也可以看成是水平面與該面的交線。當相鄰等高線的高差為1米時，等高線間的水平距離l稱為等高線的平距。從圖中可以看出平面上等高線有以下特性：等高線是直線。等高線相互平行。等高線間高差相等時，其水平間距也相等。平面上垂直于等高線的直線就是平面上的坡度線，坡度線是平面內對H面的最大斜度線，其有以下特性：平面上的坡度線與等高線的標高投影相互垂直。平面上坡度線的坡度代表該平面的坡度，坡度線對H面的傾角α代表平面對H面的傾角α，坡度線的平距就是平面上等高線的平距。2．平面的表示方法圖講解：在標高投影中，平面用幾何元素的標高投影來表示。常用的表示方法是：用平面上的一條等高線和一條坡度線（或兩條等高線）來表示平面。用平面上的一條傾斜直線和平面的坡度及大致坡向來表示平面。3．平面內等高線的求法例求作已知平面內高程為20、17的等高線，并畫出示坡線。分析：根據(jù)平面上等高線的特性可知，所求等高線與已知等高線平行，又知該平面的坡度（即坡度線的坡度）為1：2，所以求作該平面上的等高線，只需在坡度線上求出各等高線上的一個高程點，然后過該點作已知等高線平行線，即得所求。例已知平面內一條傾斜直線a4b0和平面的坡度i=1:1，其中虛線的箭頭表示平面的大致坡向，試作平面上高程為0、2的等高線，并畫出示坡線。分析:求作用一條傾斜直線、平面的坡度及大致坡向來表示的平面內的等高線，應先求出該平面上任一條等高線，然后可前面的解法。本題中已知A點的高程為4，B點的高程為0，平面的坡度i=1:1，即平面上坡度線的坡度i=1:1，但其坡度線的準確方向需待作出平面上的等高線后才能確定，該平面上高程為零的等高線必通過b0點，且b0等高線與a4距離L=l×ΔH=1×4=4m。求作該平面上高程為零的等高線的方法可以理解為：如立體圖，以點A為錐頂，作一素線坡度為1：1的正圓錐，此圓錐與高程為零的水平面交于一圓，此圓半徑為4m，從B點作該圓的切線即為該平面上高程為零的等高線。作圖：以a4為圓心，以R=4m為半徑畫圓，然后由b0向該圓作切線，即得該平面上高程為零的等高線。過a4作零等高線的垂線即為平面的坡度線。然后按上題方法求出高程2的等高線。畫出示坡線。

一、復習舊課 作業(yè)評講二、引入新課題引入坡面交線、坡腳線、開挖線三、教學內容§8.3平面與平面的交線圖講解：在標高投影中，求兩平面的交線時，通常采用水平面作為輔助平面。水平輔助面與兩個相交平面的截交線是2條相同高程的等高線。由此可得：兩平面同高程等高線的交點就是兩平面的共有點。求出2個共有點，就可以確定兩平面交線的投影。在實際工程中，把建筑物兩坡面的交線稱為坡面交線，坡面與地面的交線稱為坡腳線（填方邊界線）或開挖線（挖方邊界線）。例已知地面高程為10m，基坑底面高程為6m，坑底的大小形狀和各坡面坡度已知，完成基坑開挖后的標高投影圖。分析：本題需求兩類交線：①開挖線即各坡面與地面的交線，因地面是水平面，故交線是各坡面高程為10m的等高線，共5條直線。因各坡面都是用一條等高線和一條坡度線來表示的，所以求作開挖線只需沿坡度線找到10m高程點，然后作已知等高線的平行線即可得。②坡面交線即相鄰坡面的交線，它是相鄰坡面上兩組同高程等高線的交點的連線，共5條直線。演示作圖過程。例在高程為零的地面上修建一平臺，臺頂高程為4m，從臺頂?shù)降孛嬗幸恍逼乱?，平臺的坡面與斜坡引道兩側的坡度均為1:1，斜坡道坡度為1:3.5,試完成平臺和斜坡道的標高投影圖。分析:本題需求兩類交線：①坡腳線即各坡面與地面的交線，其是各坡面上高程為零的等高線，共5條直線。其中平臺坡面和斜坡道頂面是用一條等高線和一條坡度線來表示的；斜坡道兩側是用一條傾斜直線、平面的坡度及大致坡向來表示的，其坡面上零高程等高線可用前述相應的方法求作。②坡面交線即斜坡道兩側坡面與平臺邊坡的交線，共2條直線。演示作圖過程?！?.4正圓錐面的標高投影一、正圓錐面的表示法立體+圖講解:正圓錐面的標高投影也是用一組等高線和坡度線來表示的。正圓錐面的素線是錐面上的坡度線，所有素線的坡度都相等。正圓錐面上的等高線即圓錐面上高程相同點的集合，用一系列等高差水平面與圓錐面相交即得，是一組水平圓。將這些水平圓向水平面投影并注上相應的高程，就得到錐面的標高投影。其等高線的標高投影有如下特性：等高線是同心圓。等高線間的水平距離相等。當圓錐面正立時，等高線越靠近圓心其高程數(shù)值越大；當圓錐面倒立時，等高線越靠近圓心其高程數(shù)值越小。二、正圓錐面的交線例在土壩與河岸的連接處，常用圓錐面護坡。已知各坡面坡度，河底高程為118.00m。河岸、土壩、圓錐臺頂面高程為130.00m，完成該連接處的標高投影。分析:本題需求兩類交線：①坡腳線。共有3條，其中兩斜面與河底面的交線是直線，圓錐面與河底面的交線是圓曲線；②坡面交線。共有2條，它是兩斜面與圓錐面的交線，是非圓曲線，該曲線可由斜坡面與圓錐面上一系列同高程等高線的交點確定。演示作圖過程。§8.5同坡曲面１．同坡曲面的形成如圖8-15b所示為一傾斜彎曲道路的一段。其兩側曲面上任何地方坡度均相同，這種曲面稱為同坡曲面(同斜曲面)。同坡曲面可視為圓錐錐軸始終垂直水平面，錐頂沿著空間一曲導線運動，各軌跡圓錐的外包絡曲面(公切面)，如圖8-15a所示。２．同坡曲面的性質（1）同坡曲面上的等高線用一水平面截交運動的圓錐面,其截交線為一系列圓，圓心的軌跡即為空間曲導線在此平面上的投影，這些圓的外包絡曲線(公切線)為同坡曲面上的等高線。（2）同坡曲面上的等高線互相平行，高差相等時，它們之間的距離也相等。（3）當AB為直線時，這時同坡曲面將變?yōu)槠矫?，該平面上的等高線變?yōu)橹本€，該平面與運動的正圓錐面相切。（4）同坡曲面上的坡度線同坡曲面與運動的正圓錐相切，切線為直線，該直線是同坡曲面上的坡度線，其坡角等于圓錐表面直素線與底面的夾角。所以說同坡曲面是直紋面。圖8-15同坡曲面的形成與性質３、同坡曲面上等高線的作圖方法在同坡曲面上作等高線的關鍵是作出同一高程上一系列軌跡圓，然后繪制這些圓的外包絡線(公切線)。例如圖8-16a所示,已知同坡曲面上一條空間曲導線的標高投影和曲導線上點A的標高投影a0，曲導線坡度i=1∶4，同坡曲面的坡度i=1∶1.5和坡面傾斜的大致方向。求作同坡曲面上整數(shù)高程的等高線。圖8-16繪制同坡曲面上的等高線解：根據(jù)曲線的坡度1：4，計算出高差為1時的平距是4，按所給比例尺,定出錐頂?shù)臉烁咄队包c1、2、3、4的位置.再根據(jù)同坡曲面的坡度1：1.5，以曲導線上各標高投影點為圓心，按平距1.5的倍數(shù)為半徑(如1.5、3、4.5、6等)畫同心圓，作相同高程的圓的外包絡曲線,作圖過程如圖8-16b所示。

一、復習舊課 作業(yè)評講二、引入新課題引入地形面的表示法三、教學內容§8.6地形面的標高投影一、地形面的表示法掛圖講解：地形面的標高投影是用一組地形等高線來表示的。畫出這些等高線的水平投影，注明每條等高線的高程，并標出繪圖比例和指北針，就得到地形面的標高投影圖，又稱地形圖。地形面上等高線高程數(shù)字的字頭按規(guī)定指向上坡方向。從圖中可看出地形圖上的等高線有以下特性：等高線是封閉的不規(guī)則曲線。一般情況下（除懸崖、峭壁等特殊地形外），相鄰等高線不相交、不重合。在同一張地形圖中，等高線越密表示該處地面坡度越陡，等高線越稀表示該處地面坡度越緩。二、地形斷面圖用一鉛垂面剖切地形面，畫出剖切平面與地形面的交線及材料圖例，稱地形斷面圖。演示作圖過程:剖切平面A-A與地形面相交，其與各等高線的交點為1，2，3……14。在圖紙的適當位置以各交點的水平距離為橫坐標，高程為縱坐標作一直角坐標系，根據(jù)地形圖上的高差，按圖中比例將高程標在縱坐標軸上，并畫出一組水平線，根據(jù)地形圖中剖切平面與等高線各交點的水平距離在橫坐標軸上標出1、2、3……14點，然后自點1、2、3……14作鉛垂線與相應的水平線相交得Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ……，依次光滑連接各點，即得該斷面實形，再畫出斷面材料符號，即得A-A地形斷面圖。應當注意，在連點過程中，相鄰同高程的兩點4，5在斷面圖中不能連為直線，而應按該段地形的變化趨勢光滑相連。三、地形面與建筑物的交線修建在地形面上的建筑物必然與地面產生交線，即坡腳線（或開挖線），建筑物本身相鄰的坡面也會產生坡面交線。由于建筑物表面一般是平面或圓錐面，所以建筑物的坡面交線一般是直線和規(guī)則曲線，這些坡面交線可用前面所講的方法求得，而建筑物上坡面與地形面的交線，即坡腳線（或開挖線）則是不規(guī)則曲線，需求出交線上一系列的點獲得。求作一系列點的方法有兩種：等高線法。斷面法。等高線法是常用的方法，只有當相交兩面的等高線近乎平行，共有點不易求得時，才用斷面法。例在山坡上修一個水平場地，場地高程為30，其中填方邊坡坡度為1:1.5，挖方邊坡坡度為1:1，試完成該場地的標高投影圖。分析:因為所修水平廣場高程為30，所以一部分高于原地面需要填方，一部分低于原地面需要挖方。高程為30的等高線是填、挖方的分界線，它與水平場地邊線的交點是填、挖方邊界線的分界點，其中填方部分包括3個坡面，都是平面；挖方部分是1個圓錐面和2個與它相切的平面的組合面（因坡度相同）。這些面與不規(guī)則地面的交線均為不規(guī)則曲線。填方部分的3個坡面相交產生2條坡面交線，挖方部分坡面與圓錐面相切，不產生坡面交線，如圖9-16(d)所示。演示作圖過程。【任務實施】已知壩址處的地形圖和土壩的壩軸線位置及土壩的最大橫斷面，試完成該土壩的標高投影圖。分析:壩頂、馬道以及上下游坡面與地面都要產生交線即坡腳線，這些交線均為不規(guī)則的曲線。要作出這些交線，應首先在地形圖上作出土壩壩頂和馬道的投影，然后求出土壩各面上等高線與同高程地面等高線的交點，依次連接這些交點即得坡腳線的標高投影。同時剖切地形面和土壩，作出相應的地形斷面圖和土壩橫斷面圖即為A-A斷面圖。演示作圖過程：畫出壩頂和馬道投影。求土壩的坡腳線。畫出坡面示坡線并標注各坡面坡度及水平面高程，即完成土壩的標高投影圖。例在地形面上修建一條道路，已知路面位置和道路填、挖方的標準斷面圖，試完成道路的標高投影圖。分析:因該路面高程為40m，所以地面高程高于40m的一端要挖方，低于40m的一端要填方，高程為40的地形等高線是填、挖方分界線。道路兩側的直線段邊坡面為平面，其中間部分的彎道段邊坡面為圓錐面，二者相切而連，無坡面交線。各坡面與地面的交線均為不規(guī)則的曲線。本例中西邊有一段道路坡面上的等高線與地面上的部分等高線接近平行，不易求出共有點，這段交線用斷面法來求作比較合適。其它處交線仍用等高線法求作（也可用斷面法）。圖9-20求作道路的標高投影圖演示作圖過程：求坡腳線。求開挖線。畫出各坡面上的示坡線，加深完成作圖。二、決策1.在教師指導下，明確完成該任務的基本思路；2.分析制圖基本要求及制圖標準；3.明確所用繪圖工具，并做好工作前的準備工作。三、計劃1.每位同學獨立完成本次繪圖的實訓任務；2.在教師指導下，擬定繪圖基本步驟；3.在教師指導下，制定任務實施進度計劃。四、實施1.準備工作。(1)閱讀有關參考資料,并了解所畫圖形的內容和要求。(2)準備必要的工具和用品。2.選定正確的投影方向和視圖。3.分析視圖：從圖中可以看出，表達該鋼筋混凝土U形薄壁渡槽槽身結構的圖樣有6個。A-A剖視圖是半剖視，它的剖切位置可以在B-B剖視圖中找到，剖切平面通過槽身前后對稱軸線，其投影方向從前向后。B-B剖視圖也是半剖視，它的剖切位置可以在A-A剖視圖中找到，剖切平面通過槽身左右對稱線，且垂直于渡槽軸線，其投影方向由左向右。在A-A、B-B剖視圖中，一半表達槽身外部輪廓，一半表達槽身內部結構。C向視圖和D向視圖是兩個局部視圖，由A-A剖視圖上可知其投影方向是由上向下，它們均是俯視圖的一部分。E-E斷面圖和F-F斷面圖是2個移出斷面，在C向視圖和D向視圖上標出了剖切位置和投影方向。在Ｂ—Ｂ剖視圖上，還有1個表示橫梁斷面的移出斷面。4.分部分，想形狀：由A-A剖視圖可知，渡槽分為3大部分，兩端為支座端、中部為槽身薄殼、上部為橫梁（6個）和橋板承托。由A-A剖視圖中可知渡槽的槽身長度，槽身薄殼的厚度、支座的厚度、支座與橫梁的連接及橫梁的分布。5.由B-B剖視圖的左半部分可以看出支座端的實形和止水槽的實形，結合A-A剖視圖可以看出支座的厚度和止水槽的厚度。支座