CAD在土木工程领域中的发展和应用

2016-02-05崔静鞠红香

中国设备工程 2016年14期

关键词：制图绘图环节

崔静，鞠红香

（四平职业大学，吉林四平 136001）

CAD在土木工程领域中的发展和应用

崔静，鞠红香

（四平职业大学，吉林四平 136001）

CAD技术在当今社会中的不断发展以及进步使得其应用的范围越来越广，使传统的CAD设计方法有了进一步的改进。传统型的设计要求人们要按照相关的经验设计出一定的方案。然而由于CAD结构本身具有一定的复杂性以及特殊性，所以只依赖于人为进行反复性的比较与选择，将会对设计方案造成一定的阻碍。有效的利用计算机高速功能、大存储功能以及逻辑判断功能使理性设计代替经验的设计，准确设计代替近似性设计。

CAD；土木工程；发展应用

因为计算机的运行速度以及计算机的容量在进一步的增长中，计算机体积和价格的不断下降以及计算机容量的持续增长，使得计算机对于图像的处理能力以及运行速度在进一步的增强。基于这种条件，以数据计算为主要任务的电子计算机逐渐成为了够协助工程师在工程设计环节完成设计任务的处理工具。CAD技术作为计算机应用中的辅助设计以及制图工具，主要指的是有效的运用计算机系统进行相应的辅助设计以及监理、图层绘制修改等操作过程。

1 对于CAD技术在土木工程中应用范围的分析

现阶段，CAD技术在进一步的完善以及发展中，已经成为土木工程中应用较为广泛并且发展较快的技术之一。随着计算机的普及，CAD技术已经参与到土木工程建设中的规划环节、设计环节以及施工环节等各个阶段，针对于CAD技术的使用已经不单单局限于增强企业的技术能力，更重要的是成为了与其他企业之间竞争的有利手段。

1.1 CAD技术对于规划的应用

在土木工程的建设中，对于项目前期的规划是至关重要的，要考虑的因素相对较多，主要包含社会经济因素、自然条件因素以及环境因素等。每一项规划都与工程项目的成败紧密相关。针对于这一阶段的CAD系统的应用主要包含三种，其一指的是对于信息以及储存系统的有效规划，例如：地理信息系统以及城市政策信息系统等，这种信息系统的运行主要采用的是一种数据库系统的形式。其二指的是信息化的分析系统，例如：针对于城市规划信息分析系统。其三指得是规划辅助的表现形式以及相应的制作系统，例如景观式表现系统。

1.2 在设计中的应用

土木建筑设计的完整过程主要包括结构形式的选定、形状尺寸的假定以及对结构验算分析和模型化分析、材料计算和图画绘制等。因为在CAD技术中最先运用的就是结构设计，因此CAD技术的系统设计较为完善。例如：针对桥梁进行相应的结构设计环节，首先需要做到的就是充分利用CAD系统软件对目标结构进行相应的实体建模操作，接下来对桥梁的受力情况和截面情况进行详细的分析，并且在此基础上，依据实际的情况对桥梁受力和截面进行准确的估算操作，以此为后期的工程建设质量提供最基本的保证。

1.3 施工中的积极应用

土木类建筑项目工程其主要的施工环节包括投标报价、施工的具体调查、组织施工设计、人员的调配、器材的准备和资金的有效配置、施工环节以及工程的施工环节管理、工程的后续验收等等。在这些众多的环节当中，CAD技术都进行了广泛的应用，发挥出了自身独特的作用。随着对技术的不断创新，我国已经逐渐实现了对投标报价系统、工程合同系统、项目管理综合系统、网络计划系统的逐渐应用以及CAD技术的多层次运用，对企业的的综合管理水平、综合技术实力进行根本性的提高。

1.4 维护管理中的应用

建筑物随着不断的使用，会逐渐出现老化和功能下降的现象，为了提高建筑物的使用寿命，需要对其进行日常的管理以及定期的维护，可以将维修管理的内容主要概括为加固、检查和维护。最早应用CAD技术进行日常的维护管理对象为煤气以及上下水的管线设计，主要针对管线的埋设条件和位置进行分析设计。通过对维护管理信息系统的有效使用，对管路检查和分析工作整体难度进行了降低，是维护管理工作的效率得到了极大的提升。并且CAD随着技术的不断发展，而日趋完善，逐渐的数据库中心形式的，进行道路方面管理维护的CAD信息系统也逐渐得到运用，该系统在原有功能的基础上，增加了定期检测信息数据保存的基本功能，而且还可以进行规划加固设计和维修辅助。

2 CAD技术的优缺点分析

2.1 CAD技术应用于土木工程中的优势

较为传统化的手工绘图中一共需要十几种绘图工具，并且一旦出错，就要在图纸上进行修改以及涂抹，严重的影响图纸整体的整洁以及美观程度。CAD制图的应用只需要带有绘图软件的电脑、一台打印机以及鼠标就可以完成一些相对复杂的图纸的绘制，并且这个软件能够提供的UNDO功能可以有效的为工程设计人员的绘图技术提供相应的保障，及时在绘图过程中出现错误，也能返回到出错之前的图像界面上。并且通过参数化绘图工具还能够有效的为土木工程的设计人员提供独特的表达方式，并且能够提供广阔性的四维空间。

通常情况下，土木工程的设计过程主要包括方案提出、方案设计、初步设计以及施工图纸设计等几个环节组成。较为传统的制图方式中，每个阶段的不同设计成果要进行分时段制作，并且严重阻碍了工程设计人员之间的默契以及合作，对于制图速度的提高也有了一定的制约。在利用CAD制图的过程中，可以通过制图资料的互换，即便工程的设计方案有所改动，工程的设计人员只需要对设计方案进行相应的调整以及修改即可，现代的CAD软件中多数都提供了相应的分类图库，在需要的过程中直接进行查找即可，重复的工作越多，这种优势就越加凸显，有助于提高工程设计的整体工作效率。

2.2 CAD技术应用于土木工程中的劣势

因为电脑的屏幕尺寸有一定的局限性，所以设计师在进行工程的设计以及绘图修改时往往只能关注到局部的设计，这样一来就不能宏观的考虑问题，进而对工程的全局设计以及布置产生相应的不利影响，使得建筑的比例以及体量严重失衡。由于CAD技术对于数据的要求准确性很高，因此在进行制图的过程中就要求CAD的每一笔都要有极为准确性的数据，而设计师本身只能遵从于电脑的机械操作以及准确性，这样再设计的过程中就会容易忽略掉其模糊性以及随机性，设计中一些具有意义的设计灵感也就忽视了。与此同时CAD软件本身功能具有一定的局限性以及不完善性，以及建筑设计师对于CAD软件的使用不够熟练等，使得设计工程师的设计灵感以及创意不能通过CAD制图来表达，造成极大的不便。