浅谈CAD技术在土木工程中的应用

浅谈CAD技术在土木工程中的应用【摘要】随着信息技术及CAD技术的迅猛发展，CAD技术在土木工程中的应用已经逐渐成为发展社会关注的重点，本文概述了CAD技术如何应用在土木工程中，细致的分析了CAD技术存在的优势与不足以及在应用在土木工程行业中出现的一些问题。【关键词】土木工程；应用；CAD技术；设计CAD技术在土木工程行业中的应用范围逐渐扩大和迅猛发展，给传统的设计方法带来了猛烈的冲击。传统的设计方法是设计人员根据相关经验进行创造设计，但是，随着土木工程的设计逐渐变得大型及复杂，仅仅是根据设计人员的反复选择和比较，在设计图的选择上必然会遭到非常大的限制。在土木工程的设计中，CAD技术属于重要的部分，是计算机辅助技术在土木工程设计方面有影响力的应用技术。计算机辅助技术的应用与发展让比较老旧的产品设计理念、生产方法产生了不一样的变化，可以促使工程设计师尽快完成土木工程的设计。土木工程中CAD技术的应用范围随着CAD技术的迅猛发展与完善，在土木工程行业中给予非常大的技术帮助，已经成为发展最快及使用范围最广的技术。现在，CAD技术已经应用在土木工程行业中施工、设计、规划以及维护管理等各个范围，企业在土木工程应用CAD技术不仅提升了企业整体的技术水平，还成为了与能够和其他企业竞争的重要技术。图1CAD技术在土木工程中的应用范围1.1在土木工程的规划中应用CAD技术在土木工程项目中，前期规划对项目的发展来说具有十分重要的意义，受到很多原因的限制，比如环境因素、自然条件以及社会经济等各方面的原因。每一项前期规划与工程项目的成功或失败都有极大的关系[1]。CAD技术应用在土木工程的前期规划中主要分成3种，首先是规划土木工程项目信息的存储系统以及查询，比如说市政方面的信息以及地理方面的信息等，这种系统通过数据库的形式来进行规划；其次是分析项目信息的系统，比如分析城市规划的系统；最后是在土木工程中的制作系统及辅助项目进行规划的系统，比如景观园林规划的系统。1.2在土木工程的设计中应用CAD技术在土木工程的设计中一个土木建筑完整的设计程序主要有设计建筑物形状的大小、选择建筑结构的构造、绘制设计图、计算建筑工程所需的材料、验算与分析建筑工程的结构等程序。早期在土木建筑工程的设计中应用CAD技术是进行结构设计，因此在CAD应用技术方面设计技术是比较完善的。例如在设计桥梁建筑的结构时，先是通过CAD应用技术进行设计桥梁的实体结构，如图2设计，接着对桥梁受力及截面等情况进行分析，根据分析的具体情况正确的计算桥梁结构的变形和受力，保证建筑工程的质量。图2桥梁实体模型1.3在土木建筑工程的施工中应用CAD技术土木建筑工程进行施工环节主要包含资金分配、器材、施工设计人员、施工调查、投标报价、建筑工程的管理、实际施工以及验收等各方面。在每一个施工环节中都在很大的范围内应用了CAD技术[2]。在我国已经开始使用了网络计划、合同管理、建筑工程项目管理以及投标报价等方面的系统，在国外开始研发出构筑物与建筑物相互集成的应用系统，在土木工程建筑中应用CAD技术，进一步的提高了企业管理水平与施工技术方面的实力。1.4在土木工程的维护管理中应用CAD技术由于建筑物功能下降与逐渐老化的问题，必须对建筑物按时的进行管理和维护，主要包括加固、维护以及按时检查等方面。CAD技术最早应用在土木工程的维护管理中是利用计算机对水管上下线图及煤气管道进行辅助管理，管线设置在地上的条件及位置是主要管理的内容。因在建筑物中使用了维护管理系统，在很大程度上减少了建筑物检查工作及管道分析的难度。最近几年，随着CAD应用技术的不断进步，逐渐在建筑物的维护管理上通过数据库的方式应用CAD技术，这种技术可以对检查结果进行定期保存，还利用软件辅助建筑物的加固设计与维修。CAD应用技术的优点与不足2.1在土木工程中应用CAD技术的优势在土木工程的施工、设计、规划以及维护管理等方面应用CAD技术，体现出CAD技术方便、效率高等优势，主要体现在以下几个方面：（1）土木工程项目在进行设计时主要是由项目团队提出方案、对方案进行设计、完成初步的结构设计以及建筑物施工结构设计等组成的。在传统的设计方式中，由于在每个不同的阶段进行设计然后分开制作，导致了工程项目设计人员的默契受到了影响，直接降低了工程项目设计的速度[3]。利用CAD软件进行图纸设计时，可以互相交换设计的资料，即使遇到设计方案要修改时，只是需要稍微的对设计好的图纸进行调整就可以完成修改，CAD应用技术在分类图库提供了很多丰富的结构图，在需要使用结构图是即进入分类图库进行搜索即可，遇到设计重复的步骤较多时，就越能显示CAD技术的优势，这种技术可以促进设计师的工作效率得到了有效的提高。（2）利用CAD软件进行设计时，为了防止结构图的设计在实际的建筑物中出现碰撞的情况，CAD技术可以通过光照、真三维以及真色彩的比较下，根据实体运动的途径设计虚拟的建筑实物，在构建虚拟的建筑实物中适当的实行漫游，以此来查看结构实体是否会发生碰撞，因此，就能让建筑结构中的墙、柱、梁与板之间的设计进一步的相配以及相容，防止实体之间出现碰撞的情况。（3）通过光影关系、建筑材料和透视关系的真实质感来体现应用CAD技术进行设计的建筑物效果图，通过结合汽车、树木、天空等真实的背景就更能体现出设计图的逼真程度。当建筑物的效果图完成时可以根据任何的模型材质及透视角度，就能够迅速的生成不同的建筑物效果图，这是传统设计方法没有的优势，为设计师的图纸设计提供了非常大的帮助[4]。（4）利用CAD软件对工程项目进行设计完成后，可以直接将设计图纸存储在硬盘或软盘中，有效的减少了设计图纸因破坏性的阅读、虫蛀和受潮而产生损失的情况发生，倘若把设计的成果制作成光盘，最少能够将设计的数据保存60年，为管理和查找资料提供了规范和简便的服务。2.2在土木工程中应用CAD技术的不足之处在土木工程的施工、设计、规划以及维护管理等方面应用CAD技术，还是会存在着一些不足的地方，主要体现在以下两个方面。（1）因为每个电脑的屏幕尺寸和显示都有所差别，造成了设计师利用CAD技术进行设计或者修改时只注意到一部分的设计，没有站在不同的角度去对设计进行思考，给项目的整体布置和设计带来了一定的影响，造成整个建筑工程的体量和比例不协调。由于CAD技术要求很精确的数据，导致设计师在进行图纸设计时只能妥协在机械的精确性中，这种做法使整个设计中的随机性和模糊性容易被忽略，同时也扼杀了设计师一些具有创意的灵感[5]。因为CAD技术还未完全的完善，自身功能还受到一定的局限以及设计师没有完全的了解CAD的应用技术，导致设计师的创新理念、灵感及思路再一次受到限制。（2）由于CAD软件技术含量比较高，设计师通常要花费很长的时间才能两级CAD软件的相关知识与基本用法，这样导致了设计师的工作时间以及人力资源受到了一定的限制。培训一个设计师还要交付比较高的培训费用，使企业成本增加。一套完整的CAD工程建筑软件花费都要在2-3万元以内，还得按时的对软件进行更新及升级，这也是需要投入大量的后续资金。同时，CAD软件需要性能很高的计算机辅助才能正常运行，要想能够使CAD软件实现完整的微机制图还得增加其他配套设备：刻录光盘、工作站、复印机、绘图仪、数字化仪以及USB和UOS等设备，是一项花费较高的软件。结论随着CAD技术的不断应用在土木工程中，给设计师的工作带来了方便，也让设计师面临了一些挑战，要想在土木工程中合理的运用CAD技术，设计人员就要积极学习CAD的基础知识，使CAD技术的优点得到发挥，带动社会经济不断的发展。【参考文献】[1]王秀夫,李彦涛.采用CAD技术进行建筑工程设计的优缺点[J],黑龙江科技信息.2009,12(29):156-157.[2]叶龙,刘明凯,李向召.CAD技术在土木工程中的应用研究[J],制造业自动化.2011,38(12):132-133.[3]方卫华.CAD技术在现代机械设计中应用[J],应用能源技术.2011,32(6):100-101.[4]任秋荣,叶龙,李向召.土木工程发展现状及趋势[J],制造业自动化.2011,24(12):55-56.[5]陈林波.浅析CAD技术及发展趋势[J],中国新技术新产品.2011,12(10):72-73.