CAD在土木工程领域中的发展和应用

李磊磊

【摘 要】由于CAD技术具有快捷、存储方便等诸多优点，所以在工程设计中起着不可替代的重要作用。CAD应用在建筑设计、规划、装修、施工管理等方面应用极为广泛，CAD软件绘图方便、整洁、轻松，CAD技术是工程设计人员必备的设计利器，也发挥了他们的设计才华

【关键词】CAD;应用;发展

CAD是计算机辅助设计和绘图，是指利用计算机系统辅助设计进行建立、绘制、修改和分析的过程。由于需要硬件支持，CAD系统应运而生。CAD系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括处理设备、图形显示设备、外部存储、输入输出设备、信息传输等硬件平台设备。软件部分包括系统软件、支持软件和专业软件软件.CAD软件不仅方便用户使用，而且可以保持系统的扩展性和完善性。随着CAD技术在PC机和工作站上大量应用的迅速发展，涉及的领域也越来越多，如工程设计项目管理、初步设计、计算分析、绘图、三维动态仿真、优化统计等等，CAD技术正在改变传统的设计方法和设计生产管理方式。许多项目使用计算机辅助设计。计算机网络辅助设计与管理系统建立后，有效地压缩了设计周期，提高了设计质量，取得了良好的社会效益和经济效益。随着CAD技术在工程中的大量应用及其技术的成熟，其一些不足也逐渐显露出来。建筑CAD应用过程复杂，信息处理量大，表达方式多，对计算机性能、处理速度和显示分辨率提出了更高的要求。

随着计算机性能的提高，以及国外高质量图形支持软件的引进，国内有许多基于CAD平台的建筑与设备专业CAD软件，可以进行三维建模，快速生成图纸，渲染图纸可以显示光、影和纹理。由于专业软件的强大功能和三维模型的应用，零件库在CAD设计中的应用非常重要快速.CAD技术集成了设计的不同专业和阶段，实现了技术集成。协同技术以技术集成为基础，以网络技术为支撑，可以方便地实现并行工程加工任务。始终以工程项目为核心，使跨区域生产的“虚拟群”可以随时共享图形数据数据库和丰富的网络资源。由于项目描述的一致性，合作各方可以随时跨区域和系统交换信息，以修改和评估CAD设计的各个方面。CAD系统采用了大量的智能技术和专家系统，使其具有学习、记忆和推理的能力，优化了系统的性能，提高了稳定性，具有较大的自由度，能够适应复杂多变的工程设计的实际需要。CAD技术也要不断创新，创新工作既要着眼于国际计算机技术的发展，又要适应国内需求。软件的所有功能和细节都应该给用户一个良好的体验。那么如何平衡它的优缺点，如何更好地利用它，我们将从它的角度来分析二元性优势CAD技术在CAD中的应用

1.1高效、可重用的CAD复制功能，提高了设计效率。类似的工程设计，你可以简单地在电脑里修改图纸，甚至直接修改应用.CAD软件可以快速地将施工图转换成设备基础图，方便设计人员绘制基础图。此外，许多CAD软件提供了丰富的通用详图和分类图库，可以随时调用。这使得建筑结构的计算效率大大提高，一个普通的框架结构，用CAD系统可以绘制一天左右，而且误差小，可以同时进行计算工作和绘图工作。

1.2为了降低工作强度，提高图纸的清洁度，工作人员需要使用大量的工具，并不断更换所用的工具。如果有一些错误，他们需要修改甚至重画图纸。有许多图纸修订。一个鼠标就够CAD绘图了。7、CAD零件提供统一的线型和字体，使图纸整洁、美观制服CAD软件提供的撤销功能更便于撤销错误

1.3计算功能和精度的提高，对裂纹宽度、挠度等大量参数进行了修正，在建筑设计中应计算切削力和钢筋面积。在实际工程中，应根据设计规范对梁、板、墙等各结构构件的外荷载进行计算，然后根据设计规范进行调整。如果计算结果有一点偏差或参数值不符合标准，就会导致产品设计问题。有了CAD技术的支持，这些问题将得到有效的避免。如果不把CAD应用到一些特殊、大型、复杂的建筑中，后果不堪设想。CAD在日照分析、室内声场分析、光照分析等方面具有很好的精度和速度。利用CAD绘图可以同时自动计算工作量，减少设计人员的工作量。

1.4动态实时效果试验在工程结构设计中，还应考虑与相关专业的匹配程度，如管道设备的安装应避开结构梁或柱。由于工程从形状上可以划分为各种基本形式，因此在真彩色、真三维和光照的情况下，可以根据CAD绘图中物体的运动轨迹构造一个虚拟实体，并进行实时演示。设计结果的优劣可以通过虚拟演示来检验CAD技术在

CAD应用中的优劣

2.1 CAD技术限制了设计者的思维和創造。建筑学本身是一门集工业设计、科学技术、艺术文化、哲学于一体的交叉学科。建筑不仅是商品，也是艺术品。一些权威人士认为，CAD技术的滥用将使建筑设计工作从艺术创作走向工业化甚至机械化生产。常见的高效率的CAD复制和应用手段，使设计过程本身影响着设计者思想的发展。设计师对CAD技术的依赖程度越来越高，导致了设计师的惯性。设计师标榜技术无所不能，不再发掘自己的设计潜力。CAD技术使得建筑作品的抄袭和重复现象屡见不鲜，设计缺乏光环和个性。而最具艺术风格的手绘建筑效果也逐渐被电脑效果画所取代。电脑效果画虽然方便快捷，但没有手绘的个性。

2.2 CAD技术造成的资源浪费由于CAD技术的高技术含量和多学科知识，设计师掌握CAD软件及相关设备知识需要很长时间，因此在人才培养上的投入可视为一门课。随着科学技术的飞速发展，设计师学习和进修的步伐只会滞后于计算机软硬件的更新和升级。设计师要花很多时间学习。由于CAD技术的复杂性和难度，设计人员必须配备计算机操作和维护人员，甚至要成立专门的CAD部门。优秀的设计师不一定是CAD专家，这会造成人力资源的浪费。其次，CAD需要耗费大量的物力和财力。为了实现CAD绘图，大量的硬件设备，如PC、工作站、UPS、绘图仪、复印机、扫描仪、服务器、数码相机等都投入了大量的资金，但它们的折旧率很高，经常需要更新。如果这些硬件配备了必要的正版软件，这也是一项昂贵的投资。一套正版软件要几万元，如果所有的专业软件都是完整的，就要几十万元。

2.3 CAD技术的不稳定性CAD技术使得设计师需要随时面对计算机病毒、木马、恶意软件和CAD软件的更新。计算机数据的保存有许多不可控的因素。也许是因为一个小小的设备故障，设计师不得不放下设计工作，去解决那些与设计无关、自己不熟悉的问题。也可能是由于设计人员操作失误或缺乏计算机知识，导致几天甚至几年的设计成果被错误删除和覆盖浪费了。

综上所述，CAD技术就像一把双刃剑，在给设计者带来便利的同时，也存在一定的局限性。但我们必须认识到CAD技术的优点，正视其局限性，发挥其优势，避免其弊端。放眼世界，计算机技术的发展不会停止。作为一名设计师，我们应该善用先进技术，不断挖掘自己的潜力，以专业精神和高质量的设计为工程设计行业做出贡献。

参考文献：

[1]童秉枢编著.现代CAD技术M清华大学出版社.社.

[2]6B 50010-2002.混凝土结构设计规范[5]中国建筑工业出版

[3]李振斌，刘华斌编著工程CAD技术及应用M]中国水利水电出版社.

[4]朱华清编著环境工程CAD技术[M].华东理工大学出版社.

（作者单位：江西工程学院）