CAD技術(shù)在我國(guó)土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展

1、鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育土木工程cad課程論文 cad技術(shù)在我國(guó)土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展 學(xué) 號(hào)： 名： 崔長(zhǎng)健完成時(shí)間： 2013.09.17cad技術(shù)在我國(guó)土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展摘要：通過(guò)了解、學(xué)習(xí) cad技術(shù)，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)以簡(jiǎn)單、快捷、存儲(chǔ)方便等優(yōu)點(diǎn)已在工程設(shè)計(jì)中承擔(dān)著不可替代的重要作用。cad應(yīng)用在真實(shí)感的建筑設(shè)計(jì)、建筑規(guī)劃、建筑裝修行業(yè)、建筑施工和施工管理等方面， cad軟件繪圖真正做到方便、整潔、清潔、輕松，cad技術(shù)的應(yīng)用使土木工程設(shè)計(jì)人員如虎添翼,在更加廣闊的天地里施展才華。 但隨著cad在工程中的大量應(yīng)用及其技術(shù)的成熟，一些缺點(diǎn)也顯露出來(lái)，但總的來(lái)說(shuō)，優(yōu)

2、點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)缺點(diǎn)。下面就cad技術(shù)在我國(guó)土木工程領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用中的一些優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單探討。關(guān)鍵詞：cad技術(shù)，工程設(shè)計(jì)，發(fā)展，應(yīng)用 abstract：through understanding and learning cad technology, found the technology in a simple, fast and convenient storage has been bear the irreplaceable important role in engineering design. cad application in realistic architectural

3、 design, architectural planning, architectural decoration industry, construction and construction management, etc., cad drawing software really convenient, neat, clean and relaxed, the application of cad technology to civil engineering design personnel to strengthen talent in the wider world. but al

4、ong with the application of cad in engineering and technology maturity, some disadvantages also revealed, but on the whole, the advantages far outweigh the disadvantages. here are cad technology development and application in the field of civil engineering in our country some of the advantages and d

5、isadvantages of simple discussion.key word：cad technology, engineering design, development, application cad即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制圖,是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助一項(xiàng)設(shè)計(jì)的建立、繪制、修改、分析或優(yōu)化的過(guò)程。cad軟件必須有能接受和使其運(yùn)行的物體,即硬件來(lái)支持它才能有實(shí)際意義,這樣就存在了cad系統(tǒng)。cad系統(tǒng)是由硬件、軟件組成。硬件包括處理運(yùn)算設(shè)備、圖形顯示設(shè)備、外部存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)圖形輸入輸出設(shè)備以及有關(guān)的信息傳輸?shù)扔布脚_(tái)設(shè)備、軟件包括系統(tǒng)軟件、支撐(圖形、漢字等)軟件和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件。我國(guó)主要

6、使用的cad軟件是美國(guó)autodesk公司開(kāi)發(fā)的autodesk軟件,它是一個(gè)功能強(qiáng)大、易學(xué)易用、具有開(kāi)放型結(jié)構(gòu)的軟件，中望cad也有基本相同的功能。不僅便于用戶(hù)使用,而且系統(tǒng)本身可不斷地?cái)U(kuò)充和完善,它被廣泛地應(yīng)用于微機(jī)及工作站上。因此,國(guó)內(nèi)外軟件開(kāi)發(fā)商在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有關(guān)工程設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的二次開(kāi)發(fā),如建筑行業(yè):天正的cad插件、中國(guó)建研院的abd集成化軟件和bicad軟件、方圓公司的方圓三維室內(nèi)設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。隨著cad技術(shù)的不斷發(fā)展,其覆蓋的工作領(lǐng)域也不斷地?cái)U(kuò)大,如工程設(shè)計(jì)cad項(xiàng)目的管理、初步設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、繪制工程、三維動(dòng)態(tài)、統(tǒng)計(jì)優(yōu)化等。cad技術(shù)的應(yīng)用正在有力而迅速地改變著傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法和

7、設(shè)計(jì)生產(chǎn)的管理模式。通過(guò)多年的設(shè)計(jì)實(shí)踐cad技術(shù)以簡(jiǎn)單、快捷、存儲(chǔ)方便、精確、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)已在工程設(shè)計(jì)中承擔(dān)著不可替代的重要作用。許多工程都應(yīng)用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和輔助繪圖,尤其建立了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)輔助設(shè)計(jì)與管理后,不僅能提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短設(shè)計(jì)周期,而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,cad技術(shù)的應(yīng)用使工程設(shè)計(jì)人員如虎添翼,在更加廣闊的天地里施展才華。但隨著cad在工程中的大量應(yīng)用及其技術(shù)的成熟，它的一些缺點(diǎn)也暴露無(wú)遺，有少數(shù)人不愿接受這一技術(shù)，認(rèn)為它限制了建筑設(shè)計(jì)業(yè)的發(fā)展。建筑cad的應(yīng)用過(guò)程復(fù)雜，處理信息量大，表達(dá)形式多種多樣，因此要求計(jì)算機(jī)容量大，計(jì)算速度快和顯示分辨率高，即對(duì)硬件要求很

8、高。隨著微機(jī)性能的不斷提高，特別是引進(jìn)國(guó)外高性能的圖形支撐軟件，使國(guó)內(nèi)出現(xiàn)眾多autocad平臺(tái)上的建筑及設(shè)備專(zhuān)業(yè)cad軟件，可以進(jìn)行三維造型，自動(dòng)生成平、立、剖施工圖，渲染圖可以表現(xiàn)光影、質(zhì)感和紋理，我國(guó)自己開(kāi)發(fā)的建筑設(shè)計(jì)軟件有：house建筑cad軟件包、autobuilding(abd)建筑繪圖軟件等。國(guó)外引進(jìn)的圖形處理軟件有3d studio、3dmax、adobe photoshop和coreldraw等。設(shè)備專(zhuān)業(yè)軟件功能強(qiáng)大，三維模型解決了碰撞問(wèn)題，豐富的零件庫(kù)為cad設(shè)計(jì)提供了極大的方便。cad應(yīng)用在真實(shí)感的建筑設(shè)計(jì)、建筑規(guī)劃、建筑裝修行業(yè)、建筑施工和施工管理等方面，相對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

9、來(lái)說(shuō)還需要做更多的工作。 我們今天處于高科技不斷創(chuàng)新的時(shí)代，國(guó)際上cad系統(tǒng)在技術(shù)上以日新月異的速度發(fā)展，而歷史又一次給我們以發(fā)展自己的機(jī)遇，在集成化、協(xié)同化、智能化及其相關(guān)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，可以說(shuō)我們同發(fā)達(dá)國(guó)家是站在同一起跑的。 集成技術(shù)是指在工程設(shè)計(jì)階段和各專(zhuān)業(yè)的有關(guān)應(yīng)用程序之間，信息提取、交換、共享和處理的集成，即信息流的整體化，將設(shè)計(jì)的各階段及涉及的各專(zhuān)業(yè)有機(jī)地形成一個(gè)整體。 協(xié)同技術(shù)是指在集成的基礎(chǔ)上，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，實(shí)行并行工程處理作業(yè)。以工程項(xiàng)目為核心，使不同地域的生產(chǎn)虛擬群體能及時(shí)地共享圖形庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、材料庫(kù)及一切上網(wǎng)資源。這要求協(xié)同各點(diǎn)對(duì)工程項(xiàng)目有著共同的描述，可以隨

10、時(shí)進(jìn)行超越障礙(包括地域間、系統(tǒng)間)的信息交換以修改、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)工作的每個(gè)環(huán)節(jié)。 智能技術(shù)既把具有學(xué)習(xí)、記憶和推理功能的專(zhuān)家系統(tǒng)運(yùn)用于cad系統(tǒng)，使系統(tǒng)的性能得到更大的改善，可靠性進(jìn)一步提高，靈活性更大，能夠適應(yīng)千變?nèi)f化的工程設(shè)計(jì)的實(shí)際需要。 cad技術(shù)只能在創(chuàng)新中求發(fā)展，創(chuàng)新一方面必須跟蹤國(guó)際計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的先進(jìn)水平，另一方面需適應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。商品軟件的每一個(gè)功能細(xì)節(jié)，都要受到用戶(hù)的歡迎，市場(chǎng)的認(rèn)可。例如數(shù)據(jù)輸入要盡可能的少；操作要方便，高度的自動(dòng)化和人工干預(yù)要有機(jī)結(jié)合；輸出圖形要簡(jiǎn)潔、排版靈活，數(shù)據(jù)表格化，便于查閱及理解等。 那么cad究竟利大于弊還是弊大于利，怎樣才能對(duì)它善加利用，我們

11、不妨對(duì)cad的雙重性做一個(gè)剖析。1、cad技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)cad技術(shù)的長(zhǎng)處使得人們趨之若騖，它主要表現(xiàn)在：1.1 勞動(dòng)強(qiáng)度降低，圖面清潔 手繪繪圖，工作人員常常手里拿著幾只不同粗細(xì)的墨筆，丁字尺、三角板、曲線板等工具不停的在手里更換，而且一旦畫(huà)錯(cuò)，修改非常費(fèi)事，甚至從頭來(lái)過(guò)，圖面修修補(bǔ)補(bǔ)顯的臟亂。用cad繪圖則可以一只鼠標(biāo)做你想做的任何事情。它有統(tǒng)一的線型庫(kù)、字體庫(kù)，圖面整潔統(tǒng)一。cad軟件所提供的undo功能讓你不必?fù)?dān)心畫(huà)錯(cuò)，它可以使你返回到你畫(huà)錯(cuò)之前的那一步。你更可以在電腦系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行一些音樂(lè)播放軟件，一邊聽(tīng)音樂(lè)一邊工作。 cad軟件繪圖真正做到方便、整潔、清潔、輕松。 1.2 設(shè)計(jì)

12、工作的高效及設(shè)計(jì)成果的重復(fù)利用 cad之所以高效，因其最偉大的功能之一：復(fù)制“copy”。一些相近、相似的工程設(shè)計(jì)，圖紙只要簡(jiǎn)單修改一下就行了，或者直接套用，而你只需按幾下鍵盤(pán)、鼠標(biāo)。cad軟件可以將建筑施工圖直接轉(zhuǎn)成設(shè)備底圖，使水暖、電氣的設(shè)計(jì)師不會(huì)在描繪設(shè)備底圖上浪費(fèi)時(shí)間。而且現(xiàn)在流行的cad軟件大多提供豐富的分類(lèi)圖庫(kù)、通用詳圖，設(shè)計(jì)師需要時(shí)可以直接調(diào)入。重復(fù)工作越多，這種優(yōu)勢(shì)越明顯。結(jié)構(gòu)計(jì)算的高效，一個(gè)普通的框架結(jié)構(gòu)，以往手工計(jì)算需要一個(gè)星期左右時(shí)間，用cad快的一天就可以完成，而且誤差不多，計(jì)算和繪圖可以同時(shí)完成，效率極高。 1.3 精度提高 建筑設(shè)計(jì)的精度一般標(biāo)注到毫米，結(jié)構(gòu)計(jì)算的精

13、度也不是很高，施工時(shí)的精度更低，但對(duì)于一些特型或規(guī)模大、復(fù)雜的建筑離開(kāi)了cad困難將成倍增長(zhǎng)。cad在日照分析、室內(nèi)聲場(chǎng)分析、燈光照度分析等方面的計(jì)算精度、速度也是手工計(jì)算無(wú)法比擬的。由于精度高，現(xiàn)在cad繪制圖上進(jìn)行工程量的自動(dòng)計(jì)算，其速度和精確度達(dá)到了令人滿(mǎn)意的結(jié)果。以前繁瑣的工作，一下子變?yōu)楸阌诮鉀Q的工作。1.4 資料保管方便 cad軟件制作的圖形、圖象文件可以直接存儲(chǔ)在軟盤(pán)、硬盤(pán)或光盤(pán)上，資料的保管、調(diào)用極為方便。你可以將設(shè)計(jì)項(xiàng)目刻錄成光盤(pán)，數(shù)據(jù)至少可以保存50年，也可以多份存貯。你可以將以前的圖紙通過(guò)掃描儀，數(shù)字化儀輸入電腦，避免資料因受潮、蟲(chóng)蛀以及破壞性查閱造成的不必要損失。資料的

14、管理更有科學(xué)性，只要一臺(tái)電腦就可以管理的井井有條，資料室也將告別成排的資料柜，因?yàn)橐粋€(gè)院所從成立到現(xiàn)在所有的資料幾張光盤(pán)就裝下了。 1.5 cad在建筑表現(xiàn)圖上的優(yōu)勢(shì) 這也是cad在建筑設(shè)計(jì)上最出風(fēng)頭的。cad制作的建筑效果圖其透視關(guān)系、光影關(guān)系、建筑材料的質(zhì)感，都可真實(shí)再現(xiàn)，惟妙惟肖，在加上真實(shí)的樹(shù)木、人、天空、汽車(chē)配景，幾可亂真。如果在加上現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境照片融合更有說(shuō)服力。cad制作效果圖優(yōu)勢(shì)還在于，只要建筑的三維模型搭建完成，就可以任意指定透視角度，模型材質(zhì)，快速生成多張效果圖而無(wú)需從頭做起，這是傳統(tǒng)手繪效果圖無(wú)法比擬的。這一切都讓設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)上收益非淺，在向甲方推銷(xiāo)自己的設(shè)計(jì)成果時(shí)也更有

15、說(shuō)服力。 1.6 設(shè)計(jì)理念的改變 cad的智能化將部分取代設(shè)計(jì)師的一些設(shè)計(jì)工作，而cad對(duì)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化起著巨大的推動(dòng)作用。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，跨地區(qū)合作設(shè)計(jì)，異地招投標(biāo)、設(shè)計(jì)評(píng)審也將普及。在第一時(shí)間接受科技信息，與世界同步。通過(guò)一根電話線“在家工作”將成為可能。文件傳輸極為方便，距離不是問(wèn)題。2 、cad技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的缺點(diǎn)cad技術(shù)在給建筑設(shè)計(jì)業(yè)帶來(lái)巨大效益的同時(shí)其負(fù)面作用也日益顯現(xiàn)，值得我們深思。2.1 cad技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)思想的束縛 由于電腦屏幕尺寸的限制，設(shè)計(jì)師關(guān)注的往往是設(shè)計(jì)的局部，對(duì)全局的把握有一定影響，使得整個(gè)建筑物的比例、體量失控。cad的精確性要求其每一筆都要

16、有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使得方案設(shè)計(jì)中需要的模糊性、隨機(jī)性被扼殺，設(shè)計(jì)缺乏靈感。另一方面cad軟件自身功能的局限性以及設(shè)計(jì)師對(duì)cad軟件掌握的熟練程度，使得建筑師好的靈感、創(chuàng)意不能通過(guò)cad表達(dá)出來(lái)，建筑師的思想、思路、靈感被束縛。 2.2 cad技術(shù)扼殺建筑藝術(shù) 建筑是一門(mén)融科技、藝術(shù)、文化、哲學(xué)于一體的學(xué)科。建筑既是一件商品，也是一件藝術(shù)品。有關(guān)人事認(rèn)為cad技術(shù)的濫用會(huì)使建筑設(shè)計(jì)工作從一種藝術(shù)創(chuàng)作變?yōu)橐环N工業(yè)化生產(chǎn)，cad引以為榮的復(fù)制、套用的高效率手段，使得設(shè)計(jì)過(guò)程本身就傷害了這一學(xué)科，而cad的標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化使得建筑作品千篇一律，缺乏靈氣、缺乏個(gè)性和人情味，建筑已經(jīng)變?yōu)榧兇獾纳唐?。而最有藝術(shù)氣

17、息的手繪建筑效果圖，也將要被電腦效果圖取代，電腦效果圖雖然正式可信，快捷方便，但它缺少手繪圖所體現(xiàn)的個(gè)性，以及設(shè)計(jì)師筆下流露的特有的感覺(jué)。2.3 cad浪費(fèi)資源 cad是一項(xiàng)科技含量很高的技術(shù)，通常一名設(shè)計(jì)師要用半年到一年的時(shí)間才能熟練掌握cad軟件及電腦知識(shí)?？墒窃诳萍硷w速發(fā)展的今天你學(xué)習(xí)的步伐永遠(yuǎn)追不上電腦、外設(shè)、cad軟件的更新、升級(jí)步伐。設(shè)計(jì)師不得不花費(fèi)大量時(shí)間應(yīng)付這些變化。cad的復(fù)雜、難懂使得設(shè)計(jì)師望而卻步，一些院所專(zhuān)門(mén)設(shè)立、配備電腦操作維修人員，甚至設(shè)立一個(gè)專(zhuān)門(mén)的cad工作部，因?yàn)橐粋€(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師不一定是cad高手，反之亦然。cad對(duì)人力、時(shí)間的浪費(fèi)可見(jiàn)一斑。 其次，cad對(duì)物質(zhì)

18、財(cái)力的浪費(fèi)更甚。一個(gè)院所要想實(shí)現(xiàn)微機(jī)制圖其硬件設(shè)備如：電腦、工作站、繪圖儀、復(fù)印機(jī)、掃描儀、數(shù)字化儀、數(shù)碼相機(jī)、可錄光驅(qū)、ups等的投資不菲，而它們的折舊率、升級(jí)費(fèi)用也很高。它的軟件投資也居高不下，當(dāng)然前提是使用正版軟件。在國(guó)內(nèi)一套建筑軟件就要花費(fèi)12萬(wàn)元，而水暖、電、結(jié)構(gòu)、預(yù)算各專(zhuān)業(yè)都配齊要十幾到二十幾萬(wàn)元，在加上操作系統(tǒng)軟件、常用辦公軟件其花費(fèi)驚人。 2.4 cad技術(shù)存在不可靠性 cad技術(shù)使得設(shè)計(jì)師不得不面對(duì)計(jì)算機(jī)病毒，cad軟件本身的更新升級(jí)，電腦資料的保存等一些不可靠因素。由于上述一個(gè)或幾個(gè)原因設(shè)計(jì)師就得停止工作，去解決與設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)的問(wèn)題，或者由于設(shè)計(jì)師的誤操作和對(duì)cad知識(shí)掌握不夠，可能辛苦幾天甚至幾年的設(shè)計(jì)成果被誤刪、覆蓋付之東流。國(guó)內(nèi)某結(jié)構(gòu)軟件早期版本的程序錯(cuò)誤讓人擔(dān)心，造成重大損失并且在后續(xù)版本得到修正，但誰(shuí)又能保證現(xiàn)行的軟件不存在問(wèn)題呢。 綜上所述，cad技術(shù)給設(shè)計(jì)師帶來(lái)了極大的方便，但也帶來(lái)了許多負(fù)面效應(yīng)。無(wú)論如何我們都應(yīng)承認(rèn)cad給我們的好處，要正視它的局限性，善用它的長(zhǎng)處。展望