Vẽ kỹ thuật xây dựng đặng văn cứ, dương tiến thọ

ĐẶNG VĂN - ĐOÀN NHƯ KIM NGUYEN QUANG cự - DƯƠNG TIẾN THỌ NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM ■ ĐẶNG VÃN CỨ- ĐOÀN NHƯ KIM NGUYEN QUANG cự- DƯƠNG TIẾN THỌ VE KY THUẠT XÂY DỤNG (Đã hội môn học Bộ Giáo dục Đào tạo thông qua dùng làm tài liệu giảng dạy cho trường Đại học kỹ thuật) (Tủi lần thứ hai mươi) NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM LỜI NÓI ĐÂL Cuốn sách "Vẽ kỹ thuật xây dựng" biên soạn theo chương trinh Bộ Giáo dục Đào tạo, dùng làm tài liệu giảng dạy học tập trưrng Đại học kỹ thuật thuộc khới công trinh Sách gồm ba phần : — Nhũng kiến thức Vẽ kỹ thuật — Vẽ Xây dựng — Vẽ kỹ thuật máy tính điện tử Trong phần Vẽ xây dựng, tuỳ theo yêu cầu tạo mỏi chuyên ngành mà Bộ môn lựa chọn nội dung để giảng dạy cho phù hợp Trong lần biên soạn này, cố gắng đưa vào quy định, Tiêu chuẩn Viện Kiến trúc, Quy hoạch đô thị & nông thôn Bộ Xây dựng ban hành gần Khi học Vẽ kỹ thuật xây dựng, việc thực hành theo phương pháp truyền thống sử phần mềm AutoCAD quan trọng, biên soạn hai sách tập Vẽ kỹ thuật xây dựng [Tập Tập 2] đe sinh viên luyện tập Trong trình biên soạn, chúng tơi nhân nhiều ý kiến đóng góp cộng tác bạn nghiệp, xin chân thành cảm ơn mong nhận nhiều ý kiến bạn đọc đê’ giáo trình ngày hoàn thiện Các tác giả MỜĐÃU Vẽ kỹ thuật mơn kỹ thuật sở, cung cấp cho sinh viên kiến thức bãn đọc thiết lập vẽ kỹ thuật Nhờ bàn vẽ người cán kỹ thuật thê’ ý đổ thiết kê' lèn tờ giấy vẽ từ xây dựng thành cơng ưình chẽ' tạo thành máy móc thực tê Người ta có thê nói: “Vẽ kỹ thuật tiếng nói người làm cơng lác kỹ thuật” Hình vẽ có từ lâu, dùng đê mị tà thiên nhiên, cảnh sinh hoạt người (H 0-1) Với phát triển cùa sản xuất, khoa học kỹ thuật, cơng trình xây dựng, máy móc ngày phức tạp, dịi hỏi người phải có cách biểu diễn cách xác vật thể phải có quy định thống vẽ Vẽ kỹ thuật phát triển yêu cầu sản xuất sở cùa thành tint phương pháp biểu diễn Hiện nay, tất cà cơng trình, máy móc dù to, dù nhỏ, trước thi công, chê' tạo người ta vẽ tính tốn trước Sự đời máy tính điện từ việc áp dụng ngày sâu rộng lĩnh vực hoạt động người dẫn đến thay đổi to lớn phương pháp thiết kê' chê' tạo Trong hồn cảnh ngành kỹ thuật tính tốn điện tử đời, việc vẽ với trợ giúp máy tính điện tử Hình 0—1 Hình vẽ nhà sàn cành • đánh trống tròng dồng Ngọc Lũ cách dày gắn 3000 năm Computer aided design, viết tắt CAD Vẽ máy tổ hợp phương tiện phương pháp dâm bào lự dộng hố q trình xứ lý hai trữ thơng tin vẽ máy tính diện từ Hiển nhiên vẽ máy phận không the thiếu hệ thống tự động hố thiết kế trờ thành đối tượng áp dụng nghiên cứu người làm công tác vẽ kỹ thuật Ờ nước ta, cịn giữ nhiều cơng trình kiến trúc cổ có giá trị mặt nghệ thuật chùa Thần Quang (Keo), Vãn Miếu, tháp cổ chùa Tức Mạc, Các cóng trình có cấu tạo phức tạp, hình khối dộc đáo, chắn xây dựng, người kiên trúc sư phải có tay vẽ Nhưng tài liệu quý giá này, trài qua triều dại phong kiến đa số bị thất lạc Tuy nhiên, giữ sò tranh vẽ cổ (H 0—2) hay sô' đồ cổ (H 0—3) chứng tỏ ông cha ta xưa dã có hình thức khác dể thiết lặp vẽ Dưới chê' độ thực dân Pháp, sàn xuất cùa ta chủ yêu nòng nghiệp lạc hậu, việc xây dựng cơng trình lớn cịn hạn chè nên mơn vẽ xây dựng chưa dược phát trien Hình 0-2 Cành Tháng Long thè' kỷ thứXVH Sau ngày giải phóng miền Bắc (1954) mơn Vẽ kỹ thuật nói chung mơn Vẽ xây dựng nói riêng dược ý nghiên cứu phát triển Việc thành lập hàng loạt trường dại học trung học chuyên nghiệp, viện thiết kế, đời Viện Đo lường tiêu chuẩn thuộc UBKH KTNN (1962) rổi Viện tiêu chuẩn hoá thiết kế điển hình thuộc ƯBXDCBNN (1979) làm cho hàng ngũ người nghiên cứu mơn ngày đóng Từ liêu chuán đáu tiên vẽ kỹ thuât ban hãnh năm 1963 đến dã biên soạn dược dáy du liêu chuẩn cấp nha nước vé vẽ kỹ thuật Hiện tiêu chuẩn có liên quan den băn ; déu dược xếp loai tiêu chuấn “Hệ thống lài liệu thiết kế” (HTTK) Các tiêu chuẩn chung vẽ kỹ thuãt va mõ! '.ố tiêu chuẩn vé bân vẽ khí dược in chung vào tãp Các tiêu chuẩn vẽ xây dưng in thành tập riêng ỉiàn xảy dựng” (1980) gồm TCVN 2233 - 77 -T TCVN 2241 - 77 Nãm 1977, Tổng cục Tiêu chuẩn lường châì lượng nước ta dược cơng nhận thành viên thức Tổ chức quốc tế liêu chuẩn hố (I.S.O), dó nhân tố giúp cho ngành vẽ kỹ thuật Việt Nam phát triển lốt Hiện trình hội nhập, tiêu chuẩn dược soát xét lại xày dựng theo liêu chuẩn cúa ISO nước ta, cải cách giáo dục bậc phổ thông, môn vẽ kỹ thuật dược ý Đó sờ thuận lợi dế cho học sinh học lập học trường Đại học Trong trường học thuộc hệ thông cơng trình, mơn học Vẽ kỹ thuật xây dựng có liên quan chặt chẽ với mơn học Hình học hoạ hình Cùng với học này, phát triển khả tư không gian sinh viên Vẽ kỹ thuật xây dựng chuẩn bị cho sinh viên học tốt môn học chuyên ngành, ngược lại môn học chuyên ngành, việc làm đồ án mơn học đồ án tốt nghiệp hồn thiện khả dọc vẽ bàn vẽ sinh viên Ngồi mơn học Vẽ kỹ thuật xày dựng cịn góp phần luyện cho học sinh tính xác, cẩn thận, kiên nhẫn, đức tính cần có cúa người làm công tác kỹ thuật Vấn đề vẽ máy nêu ưèn trờ thành vấn đề thiết việc đào lạo kỹ sư kiến trúc sư, trường đại học kỹ thuật Hình 15-10 15.2 HÌNH BIỂU DIỄN HIỆN THựC Hình 15-11 Hiệu quà việc tạo hình ảnh thực a) Biểu diẽn tất dường mặt; b) Loại bò đường mặt khuất ưên hình biểu diẻn; c) Biểu diẻn dạng vẽ phác; d) Tạo ảnh thực với chất liêu chiếu sáng 260 Khi sứ dụng hệ thống CA Dí), người thiết kẽ' phải quan sát dược hình ảnh đổi tượng dang dươc tạo lình ánh cứa loại mó hình ba chiêu tạo hiệu qua trực quan loại bỏ dược dường mật khuất hoãc bicu dien chúng băng nét dứt cách xây dựng ban vẽ kỹ thuật truyén thõng í uy thuộc váo khà loại thiêl bị hiển thị doi tượng ba chiều có thê dược tạo nén t cách thực nhờ việc thay dổi số dường dánh bóng, dộ dậm nhạt cùa mau xám trén thiết bi hiến thị đen trâng màu sắc khác thiết bị hiển thị mau Các hmh ar.g thực hữu ích việc phát sai sót mó hình hình học trcr.g viéc xem xét, dánh giá dối tượng trước dưa vào chế tạo thi cóng xây dưr.g Hình 15-11 minh hoạ hiệu quà việc tạo hình ảnh thực “Z bò đường khuất, mặt khuất, cách chiếu sáng gán chất liệu cho :ách loai - mõ hình 15.2.1 Loại bỏ đường mặt khuàt Loại bó dường khuất, mặt khuất hiển thị mị hình ù ;cc.r ;_m đơn giàn dê hình biểu dien cúa mơ hình thực Các chương tre -, rc.cs mém chi nhận dạng dường khuất để lệnh cho thiết bị khơng hiển thị chúng Csc khuất hồn tồn khơng bị loại bó khỏi sở liệu hình học dối tượng Già sứ cấn xét thấy khuất dối tượng đơn giản da diện ': dược miêu lã dạng mổ hình mặt (H.15-12) Có thể dưa thuật toán dơn gián để phái sơ thấy khuất mật bên dối tượng Mỗi mật bên hồn tồn thấy hoàn toàn khuát bị chiếu thành cạnh Đối với mặt bên, xét pháp tuyến hướng đối tượng Khi quan sát đối tượng từ điểm nhìn, mật bên thấy pháp tuyến hướng phía người quan sát; khuất pháp tuyến hướng phía khác; bị chiếu thành cạnh pháp tuyến vng góc với tia nhìn Nếu coi đối tượng tạo nhiều mặt bên, hình biểu diễn, mặt thây dược vẽ thiết bị nét liền, mặt khuất vẽ nét đứt không vẽ Hình 15-12 minh họa pháp tuyến n hướng ngồi mật bên ABC Đơi với điểm nhìn s, góc pháp tuyến mặt véc-tơ từ gốc pháp tuyên dên điểm nhìn nhỏ 90", mặt thấy, nghĩa dược hiển thị bang nét liền Xét mặt bên ACD, góc 6, pháp tuyến n2 mặt véc-tơ từ góc pháp tuyến đến điếm nhìn lớn 90°, mật bên khuất, nghĩa hiển thị nét đứt không hiển thị Dễ dàng thấy thuật toán phát thấy khuất chí nhận dạng mặt “phía sau” hồn tồn khơng thấy, nên trường hợp phức tạp chì dược áp dụng bước dầu để loại bỏ mật khuất khỏi việc xem xét bước Người ta dã nghiên cứu dưa nhiều thuật toán loại bỏ đường mặt khuất trường họp phức tạp tổng quát 15.2.2 Biểu diễn thực Với việc thề hình dáng, kích thước loại bỏ phần bị che khuất mò trên, hình biểu diễn nhận dược vần chưa gãy dược ấn tượng giơng với hình ánh ta quan sát đối tượng thực tế Trong giới thực yếu lố ánh sáng, cành quan mói trường lác dộng den hình ảnh dối lượng mà ta quan sát Đê tạo dược hình ánh giơng quan sát đối lượng Irong không gian thực, phần mềm CADD người ta nghiên cứu mò tà mặt ngồi mơ hình đơi tượng bàng màu sắc chất liệu, dộ nhẩn , nghiên cứu nguồn sáng chiếu vào mơ hình, độ sáng lối, phán quang hay bóng dổ lẽn mị hình, nghiên cứu ảnh hưởng yêu lố cành quan môi Irường Các phương pháp tạo ảnh thực Có nhiều phương pháp tơ bóng mặt bẽn mơ hình đơi tượng đẽ lạo hình ảnh thực Sau đáy sơ' phương pháp hay gập phần mềm CADD a)Tô bóng phẳng (Flat Shading) Phương pháp coi độ sáng màu sắc diêm mật bẽn nhau, chi cần lính độ sáng cho mộl diem áp dụng cho loàn mặt bên Cách tị bóng thực với lốc độ nhanh cho hình ành có chất lượng hạn chê' thay đổi đột ngột độ sáng hai mặt bên liền (H.15-13) b) Tó bóng trơn (Smooth Shading) Đê khắc phục nhược diêm phương pháp trên, phương pháp tơ bóng trơn coi dộ sáng màu sắc diêm khác mặt bên khác Cách tỗ bóng lính tốn độ sáng cho mệt sơ điểm trẽn mặt nội suy dộ sáng cùa diêm khác mặt tạo dược chuyển tiếp độ sáng hai mật bẽn liền (H.15-14) Hình 15-13 262 Hình 15-14 c) Do tia (Ruy Tracing) Phương pháp náy tính tốn thuộc tính đõ sáng, độ trơng suốt, độ phân xạ cho đổi tượng cúa mõ hình bang cách vạch tia ngược tư mắt người quan sát dể biéì chúng bị lác dộng di tư nguồn sáng den mat quan sát Cáx, thuộc tính dược dùng dè tính tốn thơng sớ màu sắc cưỡng dợ cho rưng díé.ư snh tạo nén hình ánh trẽn hình Phương pháp dị tia tạo hình ảnh íhực cao hđ.-i ha: phương pháp trên, nhiên đòi hỏi nhiéu thời gian lính tốn nhớ cua MTbT 'il 5-15 Hình 15-15 Nguồn sáng, chất liệu cảnh quan môi trường a) Nguồn sáng Các loại nguồn sáng sau thường gặp phần mểm CADD: - Ánh sáng (còn gọi ánh sáng mòi trường) ánh sáng vó hướng, có độ sáng nhL dơi với diếm mỏ hình, khơng gây bóng đổ Hình 15-16 - Nguồn sáng song song phát tia sáng song song theo hướng định, cường độ sáng khơng đổi Có thể coi nguồn sáng mặt trời Các phần mềm thường cho phép xác lập nguồn sáng mặt trời theo vị trí dịa lý (kinh độ, vĩ độ) theo thời gian (giờ, ngày, tháng) địa điểm cần nghiên cứu (H 15-16) 263 - Nguồn sáng điểm phát tia sáng theo hướng không gian, độ sáng giảm dần theo khoảng cách chiếu sáng - Nguồn sáng đèn chiểu phát tia sáng nằm hình nón chiêu theo hướng xác định b) Chất liệu Để tạo dược hình ảnh thực, việc xác định loại chất liệu tạo nên mó hình dối tượng khơng thiếu Các phần mềm CADD có thư viện phong phú chất liệu để gán cho mó hình đối tượng (H.15-17) Người thiết kè có thè sửa đổi chất liệu dã có hay lạo chãi liệu cách thay dổi thuộc tinh: màu sắc, dộ phàn xạ, độ nhẩn, dộ suốt Hình 15-17 c) Cảnh quan mơi trường Việc đặt mó hình đối tượng vào môi trường cảnh quan cụ thể, nơi thi công xây dựng cơng trình tạo nên hình ảnh gây ấn lượng giống quan sát thực tế Sbu$h02o sprtữlc )30>2UaM> )»i2(Oa24> í