CAD技术在我国土木工程领域的应用和发展

郑州大学现代远程教育《土木工程CAD》课程论文CAD技术在我国土木工程领域的应用和发展学号：欢利峰姓名：12000227009完成时间：2014.04.21CAD技术在我国土木工程领域的应用和发展摘要：通过学习建筑CAD,了解CAD技术以简单、快捷、存储方便等优点已在工程设计中承担着不可替代的重要作用。CAD应用在真实感的建筑设计、建筑规划、建筑装修行业、建筑施工和施工管理等方面，CAD软件绘图真正做到方便、整洁、清洁、轻松，CAD技术的应用使土木工程设计人员如虎添翼,在更加广阔的天地里施展才华。但随着CAD在工程中的大量应用及其技术的成熟，一些缺点也显露出来，但总的来说，优点远远超过缺点。下面就CAD技术在工程设计应用中的一些优缺点进行简单探讨。Abstract：BystudyingarchitecturalCAD,knowledgeofCADtechnologyinasimple,fastandconvenientstoragehassetupafileintheengineeringdesignundertakestheirreplaceableimportantrole.CADapplicationinrealisticarchitecturaldesign,architecturalplanning,architecturaldecorationindustry,buildingconstructionandconstructionmanagement,CADdrawingsoftwarereallyconvenient,cleanandtidy,cleanandrelaxed,theapplicationofCADtechnologytocivilengineeringdesignpersonnelstrengthentalentinthewiderworld.ButalongwiththeapplicationofCADinengineeringandtechnologymaturity,somedisadvantagesalsorevealed,butoverall,theadvantagesfaroutweighthedisadvantages.HerearesomeadvantagesanddisadvantagesinapplicationofCADtechnologyinengineeringdesignissimple.关键词：CAD技术工程设计应用Keyword：CADtechnologyEngineeringdesignApplicationCAD即计算机辅助设计与制图,是指运用计算机系统辅助一项设计的建立、绘制、修改、分析或优化的过程。CAD软件必须有能接受和使其运行的物体,即硬件来支持它才能有实际意义,这样就存在了CAD系统。CAD系统是由硬件、软件组成。硬件包括处理运算设备、图形显示设备、外部存储设备、数据图形输入输出设备以及有关的信息传输等硬件平台设备、软件包括系统软件、支撑(图形、汉字等)软件和专业应用软件。我国主要使用的CAD软件是美国AUTODESK公司开发的AUTODESK软件,它是一个功能强大、易学易用、具有开放型结构的软件，中望CAD也有基本相同的功能。不仅便于用户使用,而且系统本身可不断地扩充和完善,它被广泛地应用于微机及工作站上。因此,国内外软件开发商在此基础上进行有关工程设计专业的二次开发,如建筑行业:华远的HOUSE软件、建研院的ABD集成化软件和BICAD软件、理正的CAD软件、方圆公司的方圆三维室内设计系统等。随着CAD技术的不断发展,其覆盖的工作领域也不断地扩大,如工程设计CAD项目的管理、初步设计、分析计算、绘制工程、三维动态、统计优化等。CAD技术的应用正在有力而迅速地改变着传统的工程设计方法和设计生产的管理模式。通过多年的设计实践CAD技术以简单、快捷、存储方便、精确、功能强大等优点已在工程设计中承担着不可替代的重要作用。许多工程都应用了计算机进行辅助设计和辅助绘图,尤其建立了计算机网络辅助设计与管理后,不仅能提高设计质量,缩短设计周期,而且创造了良好的经济效益和社会效益,CAD技术的应用使工程设计人员如虎添翼,在更加广阔的天地里施展才华。但随着CAD在工程中的大量应用及其技术的成熟，它的一些缺点也暴露无遗，有少数人不愿接受这一技术，认为它限制了建筑设计业的发展。建筑CAD的应用过程复杂，处理信息量大，表达形式多种多样，因此要求计算机容量大，计算速度快和显示分辨率高，即对硬件要求很高。随着微机性能的不断提高，特别是引进国外高性能的图形支撑软件，使国内出现众多AutoCAD平台上的建筑及设备专业CAD软件，可以进行三维造型，自动生成平、立、剖施工图，渲染图可以表现光影、质感和纹理，我国自己开发的建筑设计软件有：HOUSE建筑CAD软件包、AUTOBUILDING(ABD)建筑绘图软件等。国外引进的图形处理软件有3DStudio、3DMAX、AdobePhotoshop和CorelDraw等。设备专业软件功能强大，三维模型解决了碰撞问题，丰富的零件库为CAD设计提供了极大的方便。CAD应用在真实感的建筑设计、建筑规划、建筑装修行业、建筑施工和施工管理等方面，相对结构设计来说还需要做更多的工作。我们今天处于高科技不断创新的时代，国际上CAD系统在技术上以日新月异的速度发展，而历史又一次给我们以发展自己的机遇，在集成化、协同化、智能化及其相关技术的研究与开发领域，可以说我们同发达国家是站在同一起跑的。集成技术是指在工程设计阶段和各专业的有关应用程序之间，信息提取、交换、共享和处理的集成，即信息流的整体化，将设计的各阶段及涉及的各专业有机地形成一个整体。协同技术是指在集成的基础上，在网络技术的支持下，实行并行工程处理作业。以工程项目为核心，使不同地域的生产虚拟群体能及时地共享图形库、数据库、材料库及一切上网资源。这要求协同各点对工程项目有着共同的描述，可以随时进行超越障碍(包括地域间、系统间)的信息交换以修改、评价设计工作的每个环节。智能技术既把具有学习、记忆和推理功能的专家系统运用于CAD系统，使系统的性能得到更大的改善，可靠性进一步提高，灵活性更大，能够适应千变万化的工程设计的实际需要。CAD技术只能在创新中求发展，创新一方面必须跟踪国际计算机技术发展的先进水平，另一方面需适应国内市场的需求。商品软件的每一个功能细节，都要受到用户的欢迎，市场的认可。例如数据输入要尽可能的少；操作要方便，高度的自动化和人工干预要有机结合；输出图形要简洁、排版灵活，数据表格化，便于查阅及理解等。那么CAD究竟利大于弊还是弊大于利，怎样才能对它善加利用，我们不妨对CAD的双重性做一个剖析。1、CAD技术在工程设计中的优点CAD技术的长处使得人们趋之若骛，它主要表现在：1.1劳动强度降低，图面清洁手绘绘图，工作人员常常手里拿着几只不同粗细的墨笔，丁字尺、三角板、曲线板等工具不停的在手里更换，而且一旦画错，修改非常费事，甚至从头来过，图面修修补补显的脏乱。用CAD绘图则可以一只鼠标做你想做的任何事情。它有统一的线型库、字体库，图面整洁统一。CAD软件所提供的UNDO功能让你不必担心画错，它可以使你返回到你画错之前的那一步。你更可以在电脑系统后台运行一些音乐播放软件，一边听音乐一边工作。CAD软件绘图真正做到方便、整洁、清洁、轻松。1.2设计工作的高效及设计成果的重复利用CAD之所以高效，因其最伟大的功能之一：复制“COPY”。一些相近、相似的工程设计，图纸只要简单修改一下就行了，或者直接套用，而你只需按几下键盘、鼠标。CAD软件可以将建筑施工图直接转成设备底图，使水暖、电气的设计师不会在描绘设备底图上浪费时间。而且现在流行的CAD软件大多提供丰富的分类图库、通用详图，设计师需要时可以直接调入。重复工作越多，这种优势越明显。结构计算的高效，一个普通的框架结构，以往手工计算需要一个星期左右时间，用CAD快的一天就可以完成，而且误差不多，计算和绘图可以同时完成，效率极高。1.3精度提高建筑设计的精度一般标注到毫米，结构计算的精度也不是很高，施工时的精度更低，但对于一些特型或规模大、复杂的建筑离开了CAD困难将成倍增长。CAD在日影分析、室内声场分析、灯光照度分析等方面的计算精度、速度也是手工计算无法比拟的。由于精度高，现在CAD绘制图上进行工程量的自动计算，其速度和精确度达到了令人满意的结果。以前繁琐的工作，一下子变为便于解决的工作。1.4资料保管方便CAD软件制作的图形、图象文件可以直接存储在软盘、硬盘或光盘上，资料的保管、调用极为方便。你可以将设计项目刻录成光盘，数据至少可以保存50年，也可以多份存贮。你可以将以前的图纸通过扫描仪，数字化仪输入电脑，避免资料因受潮、虫蛀以及破坏性查阅造成的不必要损失。资料的管理更有科学性，只要一台电脑就可以管理的井井有条，资料室也将告别成排的资料柜，因为一个院所从成立到现在所有的资料几张光盘就装下了。1.5CAD在建筑表现图上的优势这也是CAD在建筑设计上最出风头的。CAD制作的建筑效果图其透视关系、光影关系、建筑材料的质感，都可真实再现，惟妙惟肖，在加上真实的树木、人、天空、汽车配景，几可乱真。如果在加上现场环境照片融合更有说服力。CAD制作效果图优势还在于，只要建筑的三维模型搭建完成，就可以任意指定透视角度，模型材质，快速生成多张效果图而无需从头做起，这是传统手绘效果图无法比拟的。这一切都让设计师在建筑设计上收益非浅，在向甲方推销自己的设计成果时也更有说服力。1.6设计理念的改变CAD的智能化将部分取代设计师的一些设计工作，而CAD对设计的标准化、产业化起着巨大的推动作用。随着信息技术、网络技术的发展，跨地区合作设计，异地招投标、设计评审也将普及。在第一时间接受科技信息，与世界同步。通过一根电话线“在家工作”将成为可能。文件传输极为方便，距离不是问题。2、CAD技术在工程设计中的缺点CAD技术在给建筑设计业带来巨大效益的同时其负面作用也日益显现，值得我们深思。2.1CAD技术对设计思想的束缚由于电脑屏幕尺寸的限制，设计师关注的往往是设计的局部，对全局的把握有一定影响，使得整个建筑物的比例、体量失控。CAD的精确性要求其每一笔都要有准确的数据，使得方案设计中需要的模糊性、随机性被扼杀，设计缺乏灵感。另一方面CAD软件自身功能的局限性以及设计师对CAD软件掌握的熟练程度，使得建筑师好的灵感、创意不能通过CAD表达出来，建筑师的思想、思路、灵感被束缚。2.2CAD技术扼杀建筑艺术建筑是一门融科技、艺术、文化、哲学于一体的学科。建筑既是一件商品，也是一件艺术品。有关人事认为CAD技术的滥用会使建筑设计工作从一种艺术创作变为一种工业化生产，CAD引以为荣的复制、套用的高效率手段，使得设计过程本身就伤害了这一学科，而CAD的标准化、工业化使得建筑作品千篇一律，缺乏灵气、缺乏个性和人情味，建筑已经变为纯粹的商品。而最有艺术气息的手绘建筑效果图，也将要被电脑效果图取代，电脑效果图虽然正式可信，快捷方便，但它缺少手绘图所体现的个性，以及设计师笔下流露的特有的感觉。2.3CAD浪费资源CAD是一项科技含量很高的技术，通常一名设计师要用半年到一年的时间才能熟练掌握CAD软件及电脑知识。可是在科技飞速发展的今天你学习的步伐永远追不上电脑、外设、CAD软件的更新、升级步伐。设计师不得不花费大量时间应付这些变化。CAD的复杂、难懂使得设计师望而却步，一些院所专门设立、配备电脑操作维修人员，甚至设立一个专门的CAD工作部，因为一个优秀的设计师不一定是CAD高手，反之亦然。CAD对人力、时间的浪费可见一斑。其次，CAD对物质财力的浪费更甚。一个院所要想实现微机制图其硬件设备如：电脑、工作站、绘图仪、复印机、扫描仪、数字化仪、数码相机、可录光驱、UPS等的投资不菲，而它们的折旧率、升级费用也很高。它的软件投资也居高不下，当然前提是使用正版软件。在国内一套建筑软件就要花费