浅析计算机绘图CAD技术在土木工程中的应用

张碧

摘  要：本文主要分析了计算机绘图CAD技术的含义，重点介绍了在土木工程中计算机绘图CAD技术的应用范围及优缺点，它不仅能够提升设计绘图效率，而且还可以确保后续土木工程施工的顺利进行。通过对土木工程中计算机绘图CAD技术的应用情况进行介绍，以期为土木工程施工的顺利进行提供可靠的保障，并实现经济与社会效益的最大化。

关键词：土木工程;计算机绘图;CAD技术;建筑信息化

中图分类号：TP391.72     文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）13-0105-03

Application of Computer Drawing CAD Technology in Civil Engineering

ZHANG Bi

（Yuncheng Jinyue Shunda Construction Engineering Quality Inspection Co.，Ltd.，Yuncheng  043899，China）

Abstract：This paper mainly analyses the meaning of computer graphics CAD technology，and focuses on the application scope，advantages and disadvantages of computer graphics CAD technology in civil engineering. It can not only improve the efficiency of design drawing，but also ensure the smooth progress of subsequent civil engineering construction. This paper introduces the application of computer graphics CAD technology in civil engineering，in order to provide reliable guarantee for the smooth construction of civil engineering and realize the maximization of economic and social benefits.

Keywords：civil engineering;computer graphics;CAD technology;building informatization

0  引  言

經济社会的发展，有效地推动了建筑行业的发展，而土木工程又是建筑工程中比较关键的组成部分，因此需要对土木工程的设计工作予以重视。计算机绘图CAD技术属于比较常见的设计技术，将其应用到土木工程设计之中，不仅可以有效提高土木工程设计的合理性，而且还可以为土木工程的后续施工奠定良好的基础，进而有效提升土木工程施工进度和质量。

1  计算机绘图CAD技术概述

CAD是计算机辅助设计（Computer Aided Design）的缩写，是能够为人和计算机提供交互合作的一类绘图软件，最早该软件是由美国Autodesk公司研发并推广。CAD技术不仅具备二维设计工具，同时也涵盖了三维设计绘图工具，设计师利用该技术可以进行图层创建、输出、管理等操作，在为设计师提供便利的同时，也有效提高工程的设计效果。

计算机绘图CAD技术具有强大的图形绘制功能，其既能够完成对图形的有效编辑，而且能够实现对图形格式的有效转换。该技术兼容多平台操作，并非局限于某一操作平台，在平板、手机、电脑等多种硬件设备中都可以使用该技术。借助CAD技术，建筑设计人员能够把复杂的设计图纸呈现到计算机操作界面中，实现对图形的编辑、更改、绘制、缩放，既能够有效节省设计人员的时间，而且还可以免去传统纸质图形绘制的麻烦。当前，该技术也逐渐向性能更稳定、功能更强大、应用更广泛的方向发展，在机械、电子、建筑、造船等多领域中得到了广泛的应用。

2  在土木工程中计算机绘图CAD技术的应用范围

2.1  在规划中的应用

对于土木工程而言，前期的规划工作尤为关键，建筑设计师不仅需要考虑社会经济因素，还要兼顾环境因素及自然条件因素等。每一项规划都与后续土木工程施工密切相连，在土木工程规划过程中，计算机绘图CAD技术的应用包括了下述三个方面：

（1）对储存及信息系统进行有效规划，最常见的是城市政策信息系统和地理信息系统，他们的运行基本上选择了一种数据库系统形式;

（2）规划辅助的表现形式及与之相关的制作系统，最常见的是城市景观式表现系统;

（3）信息化的分析系统，最常见的是城市规划信息分析系统。

2.2  在设计中的应用

通常情况下，土木工程设计包括结构形式的选定、结构验算分析、形状尺寸的假定、模型化分析、图画绘制和材料计算等内容。在土木工程设计中，结构设计是最常用的一项功能。例如，在对桥梁结构进行设计过程中，其需要借助CAD系统软件来实现对目标结构的实体建模操作，并对桥梁的截面情况和受力情况进行详细的分析，同时根据实际情况来对桥梁截面和受力情况进行准确的估算，进而为后续土木工程施工奠定良好的基础。

2.3  施工中的积极应用

对于土木工程而言，其施工环节所涉及的内容比较多，如施工的具体调查、投标报价、人员的调配、组织施工设计、资金的有效配置、器材的准备、施工环节管理、竣工验收等。在上述环节中，计算机绘图CAD技术均得到了广泛有效的应用，达到了比较理想的效果。目前，我国实现了CAD技术在工程合同系统、投标报价系统、网络计划系统、项目管理综合系统的逐渐应用，有效提高了企业的综合技术实力和综合管理水平。

2.4  维护管理中的应用

随着使用时间的延长，建筑物逐渐会出现功能下降和老化现象，此时为了有效延长建筑物的使用寿命，要做好建筑物的定期维护和管理工作，内容主要包括检查、加固和维护。煤气及上下水的管线设计是最早应用计算机绘图CAD技术的领域，其主要针对管线的埋设位置和埋设条件进行设计。同时，随着CAD技术的不断完善，在保留原有功能的同时，添加了定期检测信息数据保存功能，并具备规划加固设计和维修功能，该技术在工程维护管理中的重要作用愈加凸显。

3  在土木工程中计算机绘图CAD技术的优缺点

3.1  计算机绘图CAD技术的优点

传统土木工程设计绘图具有比较大的工作量，工作效率比较低。计算机绘图CAD技术的应用只需要在电脑上安装相关绘图软件就可以完成土木工程绘图工作，同时还可以随时对发现的错误和问题进行更改，具备更开放的思维模式和更广泛的表达方式，为制图设计手段提供可靠保障。同时，计算机绘图CAD技术的运用还可以对传统绘图的分段分时问题进行有效改善，具备丰富的分类图库，与传统绘图设计相比，极大提升了设计绘图效率。

如今，随着土木工程建设新技术、新手段的广泛应用，更加有效凸显了计算机绘图CAD技术的优势和地位，例如企业和机关所有信息标准数字化（CALS）能够借助网络平台实现全过程设计、开发、运用;借助CAD技术还可以有效提升图像质量和质感，可以最大限度地呈现土木工程效果。此外，在土木工程施工过程中，借助计算机绘图CAD技术，还可以提高识图效率，方便照图纸进行施工，大大提高了设计成果的说服力。

在土木工程中，板、梁、柱、墙等结构的设计需要对和其他专业的相配性、相容性给予综合考虑，如设备、管道不能与柱、梁相碰等。任何工程都能够根据其形态差异拆分为圆锥、圆台、圆柱体、斜圆台、斜圆柱体、球冠体、球体、矩形断面环体、圆形断面环体及多面体等。此时借助计算机绘图CAD技术可以在真三维、真色彩、真光照的情况下，根据物体运动轨迹将其转化为虚拟的实体，在虚拟实体中检查是否与设备、管道、柱、门、墙、梁、窗等物体出现碰撞，对发现的问题进行修改，直至符合要求为止，不仅为土木工程设计人员提供参考和借鉴，而且还可以确保后续工程施工的顺利进行。

借助CAD技术制作的图像、图形文件能够在硬盘、软盘中直接存储，也可以刻成光盘存储，这样可以有效避免资料由于虫蛀、受潮及破坏而出现不必要的损失，其保存寿命长达50年之久，而且数据查找也比较方便。

3.2  计算机绘图CAD技术的缺点

3.2.1  绘图局限性

借助CAD技术进行土木工程绘图设计阶段，一般是通过电脑显示器来对工作过程及结果进行直观的观察，但是电脑屏幕显示尺寸一般比较小，从而导致设计师在对图纸进行修改时存在一定的局限性，或多或少会影响到工程图表的全局性，导致工程整体比例失控，进而对后续工程施工产生不利影响。同时，在注重思维灵感的设计方面，电脑软件的机械性也并非是一件好事，会在一定程度上制约设计师的灵感。目前，一些设计人员过度依赖CAD技术，导致土木工程设计俨然成为与车间产品相类似的固化机器作业，土木工程设计工业化和标准化产生的作品呈现统一模式化的特点，缺乏人文灵气和个性化特点，致使土木工程成为一种纯粹的商品，不利于土木工程行业的健康、可持续发展。

3.2.2  缺乏智能化

目前，大多数计算机绘图CAD技术基本上都是在二维基础上研发而来的，在土木工程设计阶段只作为工具手段使用，不具备智能化的特点，无法构建三维立体图像，不具备自动执行功能，不能实现方便实际施工建设和真正的经济实用效果。我国也缺乏标准统一的智能化CAD技术，致使已经存在的工程图表要借助设计人员的调整和修改后，才可以投入使用，为了使上述缺陷得到有效解决，就需要相关部门加大对该技术的研发。

3.2.3  资金投入高

计算机绘图CAD技术具有比较高的科技含量，而且技术手段应用起来较为复杂，对人力、财力和物力的投入要求比较高，不仅会导致资源浪费，而且还会提高企业的投入成本。一款CAD软件往往价格不菲，而且培训费用比较高，与之相匹配的计算机、数码相机、打印机、数字化仪表等也需要比较高的性能，加之后期软件更新和升级都需要大量资金作为保障。

4  计算机绘图CAD技术的发展前景

计算机绘图CAD技术的出现为土木工程设计人员的工作方式带来了极大的改变，为了更好地推动该技术的发展，并对其缺陷进行改善，则需要在未来做好以下几个方面的工作。

4.1  土木工程设计师角度

在使用该技术过程中，土木工程设计师同样要掌握传统手工制图技术，并在日常生活中不断训练手工绘图技术，这样不仅可以提高土木设计人员的设计技术水平，而且还可以帮助设计师寻找灵感，使他们更好地把控手工制图技术，为该技术的应用奠定良好的基础;

4.2  CAD技术软件角度

定期对计算机绘图CAD技术软件进行更新，提升CAD技术软件的标准化与通用化，以确保不同软件之间的尺寸标注、图形格式、轴线画法等实现统一，这样一来不同软件设计成果能够实现交互使用。同时还需要提高CAD技术的智能化，以确保土木工程设计的适用性与合理性，避免出现设计问题而对土木工程进度、成本、质量控制产生不利影响;

4.3  CAD技术生存环境角度

为了保证CAD技术使用过程的安全性與稳定性，要采取措施来确保CAD技术使用环境的安全，此时就需要土木工程设计人员定期对计算机进行杀毒与整理，以保证计算机安全使用，同时设计人员还需要熟练掌握CAD技术的各项操作，避免由于错误操作而造成设计结果被删除，以期更好地提高土木工程设计效果。

5  结  论

综上所述，在土木工程中，计算机绘图CAD技术得到了广泛的应用，该技术需要依托于计算机技术，并逐渐成为土木工程设计人员日常工作中比较关键的技术手段，因此就需要土木工程设计人员准确把握该技术的使用范围及优缺点，这样一来不仅可以更好地发挥CAD技术操作方便、精确度高、设计效率高等优势，而且还可以有效规避其不利之处，进而提高土木工程设计、施工效果。

参考文献：

[1] 张艳婷，蔡华俊.计算机绘图CAD技术在土木工程中的应用 [J].科学技术创新，2018（17）：73-74.

[2] 李志谦.在土木工程中应用CAD技术的分析研究 [J].建筑工程技术与设计，2018（23）：575.

[3] 万畅，杜雪健.在土木工程中应用CAD技术的分析研究 [J].建筑工程技术与设计，2018（18）：373.

作者简介：张碧（1987.09-），女，汉族，山西运城人，助理工程师，本科，研究方向：建筑工程质量检测。