土木工程制图(第3版科学出版社十三五普通高等教育本科规划教材共2册)

绪论 　　§0.1课程简介 　　1.本课程的性质与任务 　　“工程制图”是一门研究工程图样表达与技术交流的工科基础课程，是普通高等学校工科专业重要的基础课程。 　　工程图样是设计与建（制）造中工程与产品信息的载体、表达和传递设计信息的主要媒介，在土木工程、水利工程、机械工程等领域的技术与管理工作中应用广泛，被喻为“工程技术语言”。因此，绘制和阅读工程图样是工程技术工作者必须具备的能力和素质。 　　本课程的主要内容包括制图基础知识（制图国家标准、制图基本技能训练）、投影理论（以正投影原理为主要内容的画法几何是工程制图的主要理论基础）、专业图（建筑工程图、结构工程图及给水排水工程图和道路桥梁工程图）和计算机成图技术（包括计算机绘图基础和用计算机绘制土木工程图的基本方法与技巧，以及BIM建模的基本方法）四个部分。 　　本课程主要任务如下。 　　（1）培养依据投影理论用二维图形表达三维形体的能力。 　　（2）培养空间想象能力和形象思维能力。 　　（3）培养徒手绘图、尺规绘图、计算机绘图、建筑信息化建模等图样表达能力。 　　（4）培养绘制和阅读土木工程图样的基本能力。 　　（5）培养工程意识和标准化意识。 　　（6）培养工匠精神和严谨认真的工作态度。 　　2.本课程的特点与学习方法 　　本课程理论体系严谨，以图形表达为核心，以形象思维为主线，既有系统的理论体系，又有较强的实践性。以下根据课程内容从三个方面阐述。 　　（1）投影理论部分。具有严密系统的理论及抽象性强的特点。学习时，应认真听课，弄懂每一个投影概念，搞清空间关系，掌握投影规律，注重解题的分析思路与方法，认真做好课后练习，不断提高自己的空间想象能力。 　　（2）工程制图部分。主要包括制图的基本知识与技能、土木工程图的识读与绘制、计算机成图技术。这部分内容具有实践性强的特点，学习时，要重视工程建设标准对绘制工程图样的要求及规定，学习掌握绘图的基本技能，注意培养自己耐心细致、严谨认真的工作作风，多动手、勤操作，不断提高图面质量与速度，并应经常对照实物或模型，联系实际多看图，提高识图能力。制图作业是学习过程中的重要环节，通过训练及后续课程的应用，逐步提高和熟练掌握工程图样的图示表达技术。 　　（3）在学习计算机绘图及建模技术时，要多上机操作，并结合实际工程图样和案例进行软件学习，以达到事半功倍的效果。 　　本课程具有抽象性和实践性强的特点，约定和规定的内容较多。在上述学习方法的指导下，必须经过一定量的作业练习，才能达到能力和素质的培养。同时，做作业的过程也是对严谨认真工作态度的培养，以及美的创造过程。图0-1是著名建筑学家梁思成先生的手绘图样，其构图精准，细节精细，体现了其严谨治学、勤勉细致的工作作风，值得我们学习、传承和发扬。做作业时，应有足够的耐心，磨炼和培养自我的工匠精神和职业精神，不断提高自身的工程素质和工程意识，*终达到课程学习的目标。 　　§0.2投影的基本知识 　　1.投影的形成与分类 　　1）投影的形成 　　根据投影法得到的图形称为投影。投影是投射线通过物体，向选定的投影面投射，并在该面上得到图形的方法。如图0-2所示，发自投射中心S的投射线通过空间点儿与投影面相交，其交点a即为点W在该投影面上的投影。这种生成图形的方法称为投影法。 　　2）投影法的分类 　　投影法分为中心投影法和平行投影法两类。 　　（1）中心投影法。通过来自一点的一束投射线而得到形体投影的方法称为中心投影法，如图0-3所示。 　　（2）平行投影法。通过一组平行投射线而得到形体投影的方法称平行投影法（投射中心位于无穷远处，投射线相互平行）。 　　平行投影又可根据投射线与投影面垂直与否分为正投影与斜投影。 　　①正投影。投射线与投影面垂直时所形成的平行投影，如图0-4（a）所示。 　　②斜投影。投射线与投影面倾斜时所形成的平行投影，如图0-4（b）所示。 　　正投影是平行投影的特例，它能够完整、准确地表现形体，且易度量，作图简便，因而成为工程图的主要绘制方法。了解正投影的投影特性对于绘制、阅读工程图是非常重要的。 　　2.正投影的投影特性 　　1）投影的真实性 　　当直线与某投影面平行时，其投影反映直线实长；当平面与某投影面平行时，其投影反映平面实形，如图0-5（a）所示。 　　2）投影的积聚性 　　当直线与某投影面垂直时，其投影积聚为一点；当平面与某投影面垂直时，其投影积聚为一直线，如图0-5（b）所示。 　　3）投影的类似性 　　一般情况下，直线的投影仍为直线，平面的投影仍为平面（如三角形的投影仍为三角形，四边形的投影仍为四边形），如图0-5（c）所示。 　　4）投影的平行性 　　当一组直线或一组平面相互平行时，其投影也相互平行，如图0-5（d）所示。 　　5）投影的从属性 　　若点在直线上，则点的投影仍在直线的投影上；若直线在平面内，则直线的投影仍在平面的投影内，如图0-5（e）所示。 　　6）投影的定比性 　　若点将线段分割为一定比例，则其投影也将线段的投影分割为同一比例，如图0-5（f）所示。 　　§0.3三面投影的形成 　　1.投影面体系 　　工程图常釆用多面正投影法绘制。假想将形体放在一个由两个以上投影面形成的投影空间（即投影面体系）中作正投影，由此产生的投影图就是多面正投影图。其中由两个投影面形成的投影空间称为两面投影体系，如图0-6（a）所示。水平放置的投影面称为水平投影面，用H来表示；与水平投影面垂直相交的投影面称为正立投影面，用V来表示；两投影面的交线称为投影轴，用OX表示。由三个投影面形成的投影空间称为三面投影体系，如图0-6（b）所示。它是在两面投影体系中再增加一个投影面，称为侧立投影面，用^表示。侧面投影面与水平投影面和正立投影面均垂直相交，它与水平投影面的交线称为or轴，与正立投影面的交线称为OZ轴。用三面投影体系能更完整、准确地表达形体的投影，所以常釆用这种方法来表达空间形体形状。 　　2.三面投影图的形成 　　将一形体放置在三面投影体系中，通过形体上各顶点，向各投影面作垂线，各垂线与投影面的交点即为形体各顶点在投影面上的投影。分别依次连接各点的投影即为形体在三投影面上的投影，如图0-6（c）所示。形体在H投影面上的投影称为水平投影，在V投影面上的投影称为正面投影，在W投影面上的投影称为侧面投影。 　　三面投影图是画在一个平面上的三个投影图，因此须将上述投影体系展开。展开时令其正立投影面不动，将水平投影面绕OX轴向下旋转90°，再将侧立投影面绕OZ轴向右旋转90°，如图0-7（a）所示，使它们均与正立投影面展开在同一平面内，由于07轴是H面与W面的交线，展开后在H面内的7轴用Yh表示，在W面内的7轴用表示，如图0-7（b）所示。 　　3.三面投影图的“三等”关系 　　由图0-7可看出，每个投影只能反映形体的两个方向的尺寸，即水平投影反映形体的长和宽，正面投影反映形体的长和高，侧面投影反映形体的高和宽。因此，水平投影与正面投影所反映的形体长度相等，正面投影与侧面投影所反映的形体高度相等，水平投影与侧面投影所反映的形体宽度相等。三面投影之间的这种关系称为“三等”关系，即在三面投影图中反映出“长对正、高平齐、宽相等”的特征。实际作图时，一般不画投影面的边框线。为便于画图，可保留投影轴。 　　思考与练习-绪论