建筑CAD课程结业论文：CAD技术在我国土木工程领域的应用和发展.doc

建筑cad课程结业论文cad技术在我国土木工程领域的应用和发展姓 名： 江治强学 号： 11001181007完成时间： 2012年4月20日cad技术在我国土木工程领域的应用和发展摘 要： cad技术以简单、快捷、存储方便等优点已在工程设计中承担着不可替代的重要作用。cad技术的应用使土木工程设计人员如虎添翼,在更加广阔的天地里施展才华。 但随着cad在工程中的大量应用及其技术的成熟，一些缺点也显露出来，但总的来说，优点远远超过缺点。下面就cad技术在工程设计应用中的一些优缺点及发展概况进行简单探讨。关键词：cad技术 工程设计 应用 发展 cad即计算机辅助设计与制图，是指运用计算机系统辅助一项设计的建立、绘制、修改、分析或优化的过程。cad软件必须有能接受和使其运行的物体，即硬件来支持它才能有实际意义，这样就存在了cad系统。cad系统是由硬件、软件组成。硬件包括处理运算设备、图形显示设备、外部存储设备、数据图形输入输出设备以及有关的信息传输等硬件平台设备、软件包括系统软件、支撑(图形、汉字等)软件和专业应用软件。我国主要使用的cad软件是美国autodesk公司开发的autodesk软件,它是一个功能强大、易学易用、具有开放型结构的软件，中望cad也有基本相同的功能。不仅便于用户使用，而且系统本身可不断地扩充和完善，它被广泛地应用于微机及工作站上。因此，国内外软件开发商在此基础上进行有关工程设计专业的二次开发,如建筑行业：华远的house软件、建研院的abd集成化软件和bicad软件、理正的cad软件、方圆公司的方圆三维室内设计系统等。随着cad技术的不断发展,其覆盖的工作领域也不断地扩大，如工程设计cad项目的管理、初步设计、分析计算、绘制工程、三维动态、统计优化等。cad技术的应用正在有力而迅速地改变着传统的工程设计方法和设计生产的管理模式。 通过多年的设计实践cad技术以简单、快捷、存储方便、精确、功能强大等优点已在工程设计中承担着不可替代的重要作用。许多工程都应用了计算机进行辅助设计和辅助绘图,尤其建立了计算机网络辅助设计与管理后，不仅能提高设计质量，缩短设计周期，而且创造了良好的经济效益和社会效益，cad技术的应用使工程设计人员如虎添翼,在更加广阔的天地里施展才华。但随着cad在工程中的大量应用及其技术的成熟，它的一些缺点也暴露无遗，有少数人不愿接受这一技术，认为它限制了建筑设计业的发展。那么cad究竟利大于弊还是弊大于利，怎样才能对它善加利用，我们不妨对cad的双重性做一个剖析。1、cad技术在工程设计中的优点 cad技术的长处使得人们趋之若骛，它主要表现在：1.1 劳动强度降低，图面清洁 手绘绘图，工作人员常常手里拿着几只不同粗细的墨笔，丁字尺、三角板、曲线板等工具不停的在手里更换，而且一旦画错，修改非常费事，甚至从头来过，图面修修补补显的脏乱。用cad绘图则可以一只鼠标做你想做的任何事情。它有统一的线型库、字体库，图面整洁统一。cad软件所提供的undo功能让你不必担心画错，它可以使你返回到你画错之前的那一步。你更可以在电脑系统后台运行一些音乐播放软件，一边听音乐一边工作。 cad软件绘图真正做到方便、整洁、清洁、轻松。1.2 设计工作的高效及设计成果的重复利用 cad之所以高效，因其最伟大的功能之一：复制“copy”。一些相近、相似的工程设计，图纸只要简单修改一下就行了，或者直接套用，而你只需按几下键盘、鼠标。cad软件可以将建筑施工图直接转成设备底图，使水暖、电气的设计师不会在描绘设备底图上浪费时间。而且现在流行的cad软件大多提供丰富的分类图库、通用详图，设计师需要时可以直接调入。重复工作越多，这种优势越明显。结构计算的高效，一个普通的框架结构，以往手工计算需要一个星期左右时间，用cad快的一天就可以完成，而且误差不多，计算和绘图可以同时完成，效率极高。1.3 精度提高 建筑设计的精度一般标注到毫米，结构计算的精度也不是很高，施工时的精度更低，但对于一些特型或规模大、复杂的建筑离开了cad困难将成倍增长。cad在日影分析、室内声场分析、灯光照度分析等方面的计算精度、速度也是手工计算无法比拟的。由于精度高，现在cad绘制图上进行工程量的自动计算，其速度和精确度达到了令人满意的结果。以前繁琐的工作，一下子变为便于解决的工作。1.4 资料保管方便 cad软件制作的图形、图象文件可以直接存储在软盘、硬盘或光盘上，资料的保管、调用极为方便。你可以将设计项目刻录成光盘，数据至少可以保存50年，也可以多份存贮。你可以将以前的图纸通过扫描仪，数字化仪输入电脑，避免资料因受潮、虫蛀以及破坏性查阅造成的不必要损失。资料的管理更有科学性，只要一台电脑就可以管理的井井有条，资料室也将告别成排的资料柜，因为一个院所从成立到现在所有的资料几张光盘就装下了。1.5 cad在建筑表现图上的优势 这也是cad在建筑设计上最出风头的。cad制作的建筑效果图其透视关系、光影关系、建筑材料的质感，都可真实再现，惟妙惟肖，在加上真实的树木、人、天空、汽车配景，几可乱真。如果在加上现场环境照片融合更有说服力。cad制作效果图优势还在于，只要建筑的三维模型搭建完成，就可以任意指定透视角度，模型材质，快速生成多张效果图而无需从头做起，这是传统手绘效果图无法比拟的。这一切都让设计师在建筑设计上收益非浅，在向甲方推销自己的设计成果时也更有说服力。1.6 设计理念的改变 cad的智能化将部分取代设计师的一些设计工作，而cad对设计的标准化、产业化起着巨大的推动作用。随着信息技术、网络技术的发展，跨地区合作设计，异地招投标、设计评审也将普及。在第一时间接受科技信息，与世界同步。通过一根电话线“在家工作”将成为可能。文件传输极为方便，距离不是问题。2 、cad技术在工程设计中的缺点 cad技术在给建筑设计业带来巨大效益的同时其负面作用也日益显现，值得我们深思。 2.1 cad技术对设计思想的束缚 由于电脑屏幕尺寸的限制，设计师关注的往往是设计的局部，对全局的把握有一定影响，使得整个建筑物的比例、体量失控。cad的精确性要求其每一笔都要有准确的数据，使得方案设计中需要的模糊性、随机性被扼杀，设计缺乏灵感。另一方面cad软件自身功能的局限性以及设计师对cad软件掌握的熟练程度，使得建筑师好的灵感、创意不能通过cad表达出来，建筑师的思想、思路、灵感被束缚。 2.2 cad技术扼杀建筑艺术 建筑是一门融科技、艺术、文化、哲学于一体的学科。建筑既是一件商品，也是一件艺术品。有关人事认为cad技术的滥用会使建筑设计工作从一种艺术创作变为一种工业化生产，cad引以为荣的复制、套用的高效率手段，使得设计过程本身就伤害了这一学科，而cad的标准化、工业化使得建筑作品千篇一律，缺乏灵气、缺乏个性和人情味，建筑已经变为纯粹的商品。而最有艺术气息的手绘建筑效果图，也将要被电脑效果图取代，电脑效果图虽然正式可信，快捷方便，但它缺少手绘图所体现的个性，以及设计师笔下流露的特有的感觉。 2.3 cad浪费资源 cad是一项科技含量很高的技术，通常一名设计师要用半年到一年的时间才能熟练掌握cad软件及电脑知识。可是在科技飞速发展的今天你学习的步伐永远追不上电脑、外设、cad软件的更新、升级步伐。设计师不得不花费大量时间应付这些变化。cad的复杂、难懂使得设计师望而却步，一些院所专门设立、配备电脑操作维修人员，甚至设立一个专门的cad工作部，因为一个优秀的设计师不一定是cad高手，反之亦然。cad对人力、时间的浪费可见一斑。 其次，cad对物质财力的浪费更甚。一个院所要想实现微机制图其硬件设备如：电脑、工作站、绘图仪、复印机、扫描仪、数字化仪、数码相机、可录光驱、ups等的投资不菲，而它们的折旧率、升级费用也很高。它的软件投资也居高不下，当然前提是使用正版软件。在国内一套建筑软件就要花费12万元，而水暖、电、结构、预算各专业都配齐要十几到二十几万元，在加上操作系统软件、常用办公软件其花费惊人。 2.4 cad技术存在不可靠性 cad技术使得设计师不得不面对计算机病毒，cad软件本身的更新升级，电脑资料的保存等一些不可靠因素。由于上述一个或几个原因设计师就得停止工作，去解决与设计无关的问题，或者由于设计师的误操作和对cad知识掌握不够，可能辛苦几天甚至几年的设计成果被误删、覆盖付之东流。国内某结构软件早期版本的程序错误让人担心，造成重大损失并且在后续版本得到修正，但谁又能保证现行的软件不存在问题呢。综上所述，cad技术给设计师带来了极大的方便，但也带来了许多负面效应。无论如何我们都应承认cad给我们的好处，要正视它的局限性，善用它的长处。展望未来,计算机技术的发展是无止境的,我们每一位工程设计人员都将以此先进的技术为手段,在各自岗位上发挥最佳能力,并以热忱的服务、优质的设计、敬业的精神,为工程设计行业做出我们的贡献。3、cad技术在工程设计中的实施情况3.1cad技术在工程设计中的应用cad即计算机辅助设计与制图,是指运用计算机系统辅助一项设计的建立、修改、分析或优化的过程。随着cad技术的不断发展,其覆盖的工作领域也不断地扩大,如工程设计cad项目的管理、初步设计、分析计算、绘制工程、统计优化等。cad技术的应用正在有力而迅速地改变着传统的工程设计方法和设计生产的管理模式。我国主要使用的cad软件是美国autodesk公司开发的autodesk软件,它是一个功能强大、易学易用、具有开放型结构的软件口不仅便于用户使用,而且系统本身可不断地扩充和完善,它被广泛地应用于微机及工作站上。因此,国内外软件开发商在此基础上进行有关工程设计专业的二次开发,如建筑行业:华远的house软件、建研院的abd集成化软件和bicad软件、理正的cad软件、方圆公司的方圆三维室内设计系统等。cad软件必须有能接受和使其运行的物体,即硬件来支持它才能有实际意义,这样就存在了cad系统。cad系统是由硬件、软件组成。硬件包括处理运算设备、图形显示设备、外部存储设备、数据图形输入输出设备以及有关的信息传输等硬件平台设备、软件包括系统软件、支撑(图形、汉字等)软件和专业应用软件。3.2工程cad技术的实施情况我国是在1990年才开始引用cad技术进行工程设计的,为更好的推广计算机应用及cad技术,使之能较好地协助各生产科室完成生产,真正做到“洋为中用”,在此平台上既可进行文字汉化及软件开发、引进、消化、提高、软硬件的维护管理。也可根据本单位的具体情况采用“以引入为主,自己开发为辅的原则。以中国建筑研究院为例,他们先后购置了美国intergraph公司的工作站、微机、绘图仪、打印机等硬件设备,又从台湾引进了建筑工程集成化软件cad系统,同时制定了机房管理制度、计罚权衡作人员守则、计算机管理人员守则等相应的管理制度以保证计算机设备的正常运转。为了使设计人员尽快掌握cad技术,他们对各专业工程设计人员进行了计算机基础和cad应用技术的培训。cad技术经过1年试行,2年3年的推广应用,很快达到cad技术应用的第一阶段,即实现建筑建模、分析计算、方案优化、施工图绘制。现第二阶段也已初见成效。由于autocad软件具有很强的功能和特点,使得我们工程设计人员应用起来得心应手,能够充分发挥最佳效能。autocad软件最基本的功能就是绘图和编辑修改功能,可在计算机上实现各种实体的绘制并且可以对其进行编辑,生成新的实体,这些新实体做成图块后保存在图库中,随时调用、方便快捷、重复使用性高。一个设计项目从方案到设计过程中的多次变动(这是经常发生的),应用cad技术后就不再是件麻烦的事情了。你只需打开微机,在屏幕上利用编辑命令删删改改,直到满意后保存起来,由绘图仪绘出,从图纸上看完美得无可挑剔,这是原来传统的设计方式元法比拟的。另外,建筑专业给其它专业的条件不再是晒好的蓝图了,而是一张软盘,上面可以有你所需要的全部条件图,你的工作就是打开这张软盘上的文件,然后把你的设计加上去就行了。如果建立了网络系统那就更容易了,你在微机上直接就可调用网上的任何一台微机上的内容,简单得只需输人一个命令或点一下鼠标。所以cad技术的应用的确给我们带来了极大的效益,提高了工程设计水平、缩短了工程设计周期、降低了工程设计成本,在激烈的市场竞争中立于不败之地,在竞争中求生存、谋发展。autocad软件除上述特点外,还具有三维立体功能:即建筑物模型的建立,可由二维图形拉伸后生成三维图形,并可对三维模型进行方案优化、渲染和制作动画,从而达到真实感凶效果。此外,autocad软件具有lisp语言编程,可由用户进行二次开发。因此,我们也称autocad为软件包,与高级语言(如数据库管理程序、c语言等)连接的功能使之应用更加广泛。autocad软件从低版本到现在的r14版本,再到如今r2000版本,也只有短短的几年时间。所以,cad技术随着计算机技术的快速发展也更显示其强大的功能。如:面向对象的体系结构、模块化单元库、先进的内存管理、多媒体、人工智能、协同等新技本的出现,标志着cad技术在性能、协同操作和设计智能化方面的飞跃。我们通过这几年来cad技术的推广应用,感受到:为了能充分发挥软件的功能,用好cad技术,就要根据自已的实际情况走普及与提高相结合的道路,即微机与工作站相结合,用微机完成普及和甩掉图板工作,用工作站完成三维实体造型、有限元分析等工作,这样在计算机技术应用上,既有面的普及又有点的提高,这点的提高也就是我们将要进行的cad技术应用的第二阶段的工作,即建立微机区域网和工作站。在网络上将配置图文档案管理文件、扫描仪、光盘机,以及扫描识别软件edis,从而实现大规模工程图纸的自动输入、真三维模型、方案优化设计、渲染图制t作、图文档案的管理,并通过网络管理实现数据和设备的共享。因此,微机和工作站的结合形成了多层次全方位的cad的应用体系,使cad技术应用既有广度又有深度。现已有相当多的设计单位已建立局域网,已实现数据网络共享,基本实现了cad应用的第二阶段。4、cad技术在推广应用中的问题4.1投资与管理问题应用cad技术是企业求生存、求发展的必由之路。要尽快普及和使用这一现代化技术,应优先考虑cad技术发展的必要投入,保证cad技术工作顺利开展。同时,又要避免盲目技资,造成设备的闲置,带来不必要的损失,将cad技术尽快转化为生产力,才能取得更大的经济效益,使生产运转过程形成良性循环。衡量一个设计单位的cad技术水平,投资是前提,管理是关键。它往往取决于领导的认识是否到位,体现在技术更新、设备更新、人才储备等方面是否重现。cad技术高水平应用是将硬件设备、网络、各种cad软件包、电子图库、质量保证体系、经营管理、财务、培训等集成为一个整体系统,并且有效地管理起来才能正常运行,从而才能最大限度地发挥系统效益。4.2cad应用软件的问题cad应用软件是cad技术应用水平提高的一个极其重要的因素。因为国内目前使用的cad应用软件绝大多数是在autocad上开发的,与先进国家相比存在很大差距,均不够完善,存在许多问题如汉化环境问题、软件的规范化问题、软件产品的质量落后于网络发展问题等,这些问题的解决需要我们与软