Vẽ kỹ thuật công trình thuỷ lợi

Mở đầu
Công trình thuỷ lợi là công trình đợc xây dựng trong môi trờng nớc và đất. Đó là
một hệ thống bao gồm nhiều công trình phối hợp cùng làm việc với mục đích sử dụng,
khai thác tiềm năng nguồn nớc.
Đập đất, đập đá đổ hoặc đập bê tông đợc xây dựng để ngăn sông, suối dâng nớc
tạo nên trớc các công trình đó một hồ nớc nhân tạo. Các công trình này đợc gọi
chung là đập dâng nớc. (hình 1, hình 2, hình 3, hình 4)
Khi nguồn nớc nhiều quá không sử dụng hết, để tránh những thiệt hại do mức nớc
trong hồ dâng lên quá cao sẽ phá vỡ đập chính thì phải xây dựng các công trình xả,
tháo bớt nớc thừa nh đập tràn, đờng tràn... ( hình 5, hình 6, hình 7, hình 8 hình 9)
Để sử dụng nguồn nớc phục vụ cho đời sống sinh hoạt, cho sản xuất nông nghiệp
phải xây dựng các trạm bơm và hệ thống dẫn nớc nh cống lấy nớc lộ thiên, cống
ngầm, kênh mơng, đờng ống, đờng hầm, ... ( hình 10, hình 11, hình 12)
Đặc biệt muốn có nguồn điện phục vụ dân sinh và công nghiệp, ta xây các nhà máy
thuỷ điện hoặc trạm thuỷ điện... ( hình 13, hình 14, hình 15, hình 16)
Giáo trình này sẽ cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản để diễn tả đợc các
công trình thuỷ lợi, giải đợc các bài toán hình học có liên quan đến các công trình đó...
Tuy nhiên, do có những hạn chế khách quan, sinh viên cha học tới chuyên môn,
nên các bài toán của thực tế xây dựng thuỷ lợi đợc đa vào bài giảng này mới ở dạng
hình học đơn thuần với mục đích nhằm giúp cho ngời học hiểu và giải quyết các vấn
đề một cách dễ dàng.
Việc nắm vững các kiến thức của chơng trình vẽ kĩ thuật thuỷ lợi cũng nh việc
hoàn thành có chất lợng các bài tập lớn (các bài toán của thực tế xây dựng thuỷ lợi đã
đợc hình học hoá) sẽ có một hiệu quả thiết thực để nâng cao chất lợng trong thiết kế
tốt nghiệp của sinh viên cũng nh trong công tác của các kỹ s thuỷ lợi sau này.

3


H×nh.1

4


H×nh 2

5


H×nh 3

6


H×nh 4

7


H×nh 5

8


H×nh 6

9


H×nh 7

10


H×nh 8

11


H×nh 9

12


H×nh 10

13


H×nh 11

14


H×nh 12

15


H×nh13

16


H×nh 14

H×nh 15

17


H×nh 16

18


Ph n I: PH

NG PHÁP HÌNH CHI U CÓ S

Các công trình thu l i nói chung th ng có chi u dài (ho c chi u r ng) r t l n so v i
chi u cao. Công trình l i đ c xây d ng trong đ a hình ph c t p: đ i núi, sông ngòi. Do
v y, đ bi u di n và gi i đ c các bài toán hình h c có liên quan đ n các công trình này,
ta ph i s d ng m t ph ng pháp bi u di n khác v i ph ng pháp hình chi u th ng góc
đã h c, đó là ph ng pháp hình chi u có s .
Ph ng pháp này đ c xây d ng b ng phép chi u th ng góc lên m t m t ph ng hình
chi u n m ngang. Hình chi u th hai c a m i ph n t đ c thay th b ng con s ch đ
cao t ng ng c a các ph n t đó.
đây ta s nghiên c u hai v n đ chính sau:
1. Bi u di n các y u t hình h c, đ nh và m t.

2. Gi i các bài toán v v trí có liên quan nhi u đ n th c t .
V v n đ này b n đ c có th xem thêm các tài li u (1), (2), (3) đã thông báo m c tài
li u tham kh o.

Ch

ng1: BI U DI N CÁC S

HÌNH H C

§1. I M
1. Xây d ng ph ng pháp bi u di n
L y m t m t ph ng hình chi u n m ngang po, g i là m t ph ng chu n. M t ph ng này
có đ cao b ng 0 t ng đ ng v i đ cao c a m t thu chu n c a qu đ t. Trong không
gian, l y m t đi m A phía trên po và cách po ba đ n v (xem hình 1.1a).
Kho ng cách c a đi m đ n m t ph ng chu n po ta g i là đ cao c a đi m. N u đi m
phía trên po, thì đ cao c a đi m là đ cao d ng; thu c po đ cao b ng 0; phía d i po
đ cao âm.
Chi u th ng góc đi m A lên po ta đ c m t hình chi u c a đi m A kèm theo con s ch
đ cao c a nó, A3 đ c g i là hình chi u có s c a đi m A (xem hình 1.1b) .
K t lu n : Hình chi u có s c a m t đi m là hình chi u th ng góc c a đi m đó lên m t
ph ng n m ngang có kèm theo con s ghi đ cao.
Hình 1.1a di n t hình không gian và hình 1.1b bi u di n hình chi u có s c a đi m A
có đ cao (+3); đi m B có đ cao b ng (0) và đi m C có đ cao (-4).

3


Hình 1.1
Trong th c t đ cho đ n gi n m i đi m có th đ c bi u di n b ng v trí hình chi u

c a đi m trên m t ph ng chu n, bên c nh có ghi con s ch đ cao c a nó (xem hình 1.1c).
2. Tính ch t.
Hình chi u c a m t đi m có kèm theo con s ch đ cao hoàn toàn tho mãn đi u ki n
đ c ab nv .
Ví d : Qua A3 ta d ng đ ng th ng vuông góc v i po và đ t ba đ n v trên đ ng
vuông góc đó lên phía trên, ta xác đ nh đ c v trí đi m A trong không gian là duy nh t (
hình 1.1a)
3. Chú ý
Trong hình chi u có s , phía d i m i b n v ng i ta th ng cho m t th c t l đ
ti n s d ng (xem hình 1.1b, c). Th c t l này cho ta t l chung c a b n v . c bi t
trong xây d ng thu l i, các kích th c theo hai chi u n m ngang c a công trình th ng
quá l n so v i chi u cao nên có th dùng 2 t l khác nhau:
Th ng ch n: T l trên m t b ng t 1 : 20 ÷ 1 : 1.000.000
T l theo chi u cao t : 1 : 2 ÷ 1 : 200 (xem thêm các tài li u (5), (12) và (13) đã thông
báo m c TLTK).
Khi đó ph i có ghi chú trên b n v .
§2.
NG TH NG
1. Bi u di n
Hình chi u có s c a đ ng th ng đ c xác đ nh b ng m t trong hai cách sau:
a. Hình chi u có s c a 2 đi m thu c đ ng th ng đó (xem đ ng th ng AB trên hình
1. 2a).
b. Hình chi u có s c a m t đi m thu c đ ng th ng và ph ng c a đ ng th ng đó.
4


Ph ng c a đ ng th ng đ c di n t b ng m i tên trên có ghi góc nghiêng c a đ
th ng ho c đ d c i c a đ ng th ng so v i m t ph ng chu n (xem hình 1.2b, c).
.

ng

Hình 1.2

Chi u m i tên ch h

2.

d cc ađ
d c ký hi u là i:

ng d c xu ng t đi m có đ cao l n đ n đi m có đ cao nh

ng th ng
i = tanga =

Δh
L

Trong đó:
Δh - Hi u s đ cao c a 2 đi m đã cho.
Ldài hình chi u có s c a đo n th ng
(xem hình 1.3).

3- Kho ng c a đ ng th ng
N u ta ch n Δh = 1 thì đ dài hình chi u có s
Hình 1. 3
t ng ng c a đo n th ng s đ c g i là Kho ng
c a đ ng th ng (ký hi u L).
Lúc đó ta s có:

1
i=
L
1
Suy ra:
L=
i
V y: kho ng c a đ ng th ng là m t đ i l ng b ng giá tr ngh ch đ o c a đ d c c a
đ ng th ng đó.
5


V m t hình h c thì kh ang c a đ ng th ng là đ dài hình chi u có s c a m t đ an
th ng mà hai đ u mút chênh nhau m t đ n v đ cao.
Ví d hình nh c a kho ng là đ dài đo n 4 – 5 ho c 5 – B6 hình 1.4

4. Chia đ c a đo n th ng
Chia đ m t đ ng th ng là tìm trên đ ng th ng đó nh ng đi m chia liên ti p có đ
cao là s nguyên.
Mu n chia đ c a đo n th ng ta áp d ng đ nh lý Talet “ Nh ng đ ng th ng song song
đ nh trên hai cát tuy n nh ng đo n th ng t l ”.
Ví d 1: C n chia đ đo n th ng A+3B0 (hình 1.4), ta th y chênh cao ∆H = 3. V m t
đ ng th ng b t k , trên đó l y ba đo n b ng nhau và đ t tên các đi m chia đó là 1’ 2’ 3’.
T 3’ n i v i đi m A+3, t 1’ và 2’ k nh ng đ ng th ng song song v i đo n 3’A+3 ta s
có các đi m chia có đ cao là 1 và 2.

.
Hình 1.4

Ví d 2: Chia đ đ

6

ng th ng A3,4; B6 (xem hình 1.5).


Hình 1.5
Tr c h t ta tính Δh = hB - hA = 6 - 3,4 = 2,6.
Sau đó, t đ u mút A3,4 ta v m t n a đ ng th ng ph xiên b t k và đ t liên ti p 26
đo n nh b ng nhau trên n a đ ng th ng y. N i đ u mút 6' v i đi m B6. Cu i cùng t
các đi m 4', 5' trên n a đ ng th ng ph k các đ ng th ng song song v i đ ng th ng
6', B6 ta đ c các đi m chia c n tìm 4 và 5 trên hình chi u có s c a đ ng th ng A3,4 B6.
C ng v i cách làm này ta có th xác đ nh đ cao c a đi m b t k thu c đ ng th ng,
sinh viên t gi i quy t

5. V trí t ng đ i c a 2 đ ng th ng
a. Hai đ ng th ng c t nhau
Trong hình chi u có s 2 đ ng th ng c t nhau n u t i giao đi m 2 hình chi u c a
chúng tho mãn đi u ki n sau:
Giao đi m thu c hình chi u c a m i đ ng th ng đ u có m t đ cao nh nhau. Hình
1.6a di n t 2 đ ng th ng A2 B7 và C4 D6 c t nhau t i đi m có đ cao là 5.
b. Hai đ ng th ng song song
Hai đ ng th ng song song v i nhau n u chúng tho mãn 3 đi u ki n sau:
- Hình chi u c a hai đ ng th ng song song v i nhau.
- Kho ng c a 2 đ ng th ng b ng nhau.
- Các đ chia c a 2 đ ng th ng có cùng h ng t ng (ho c cùng h ng gi m) (xem
hình 1.6b).
c. Hai đ ng th ng chéo nhau
Hình bi u di n c a chúng không tho mãn đ ng th i các đi u ki n c a s c t nhau ho c
s song song (xem hình 1.6c).

7


Hình 1.6
§3. M T PH NG
1. Bi u di n
Trong hình chi u có s , m t ph ng đ c bi u di n b ng m t trong các cách sau:
- Ba đi m không th ng hàng. Ví d m t ph ng cho b ng ba đi m A, B, C (xem hình 1.1b);
- M t đ ng th ng và m t đi m ngoài đ ng th ng đó (xem hình 1.2a);
- Hai đ ng th ng c t nhau (hình 1.6a);
- Hai đ ng th ng song song (hình 1.6b).
- c bi t trong hình chi u có s , m t ph ng th ng đ c bi u di n b i đ ng t l đ
d c.
.
ng d c nh t c a m t ph ng so v i m t ph ng n m ngang é0 là đ ng vuông
góc v i đ ng b ng c a m t ph ng , xem hình 1.7 di n t đ ng d c nh t trong không
gian

0

Hình 1.7
8


.
này đ

ng t l đ d c là hình chi u có s c a đ ng d c nh t đã đ c chia đ .
ng

c v b ng hai nét m nh, có v ch chia và con s ch các đ cao, có ký hi u tên m t

ph ng và ch i. Ví d m t ph ng

có đ

Hình 1.8 cho th y m t ph ng
chi u có s

đ

ng t l đ d c là i.
c bi u di n b ng đ

ng t l đ d c i trên hình

Hình 1.8
( Chú ý không đ c nh m đ ng t l đ d c v i th c t l , th
c a b n v và th c t l th ng đ t góc ph I, bên d i b n v )

c t l cho ta bi t t l

2. Chia đ m t ph ng
Chia đ m t ph ng là v trên đó nh ng đ ng b ng có đ cao là s nguyên, h ng c a
các đ ng b ng vuông góc v i đ ng t l đ d c.
Hình 1.9 cho th y cách v các đ ng b ng khi m t ph ng cho b ng đ ng t l đ d c.

Hình 1.9
9

Hình 1.10 cho th y cách v các đ ng b ng khi m t ph ng không cho b ng đ ng t l
đ d c. Ta ph i chia đ các c nh, n i hai đi m có cùng đ cao cho ta đ ng b ng.

Hình 1.10

3. Kho ng c a m t ph ng
Kho ng c a m t ph ng là kho ng cách trên hình chi u có s gi a hai đ ng b ng
chênh cao m t đ n v .
Ký hi u kho ng: m ( còn g i là mái d c)
Ví d : - Hình 1.9 kho ng m = đ dài 0-1 ho c 1-2 ho c 2-3 c a đ ng t l đ d c.
- Hình 1.10 kho ng m = kho ng cách gi a các đ ng b ng 22 v i 33 ho c 33 v i
44
4. Các tính ch t
a- Kho ng c a m t ph ng, b ng kho ng c a đ ng t l đ d c c a m t ph ng đó.
Ví d : Hình 1.9 ho c hình 1.11b
b- Góc nghiêng c a m t ph ng đ i v i o c ng b ng góc nghiêng c a đ ng d c nh t
c a m t ph ng đó đ i v i o. Hình 1.11c cho th y cách s d ng m t ph ng, hình chi u
ph đ xác đ nh đ l n góc nghiêng c a m t ph ng P (m t ph ng hình chi u ph đI qua
đ ng d c nh t và vuông góc v i m t ph ng chu n, sau đó g p m t ph ng hình chi u ph
và trùng vào m t ph ng chu n).

10