CAD在土木工程領域中的發(fā)展和應用

呂建祥

（西安市長安區(qū)水利工作隊，西安 710100）

1 引言

隨著我國社會的不斷進步與發(fā)展，土木工程行業(yè)得以快速發(fā)展，而CAD技術是一種新型的科學技術，其在土木工程項目中的應用非常廣泛，并且應用前景良好，能夠有效提升施工企業(yè)的建設水平。

2 CAD技術在土木工程中應用的優(yōu)缺點

2.1 CAD技術在土木工程中應用的優(yōu)點

第一，就簡化繪圖作業(yè)量而言，傳統(tǒng)的土木工程繪圖設計工作量比較大，其要求高、效率低。在土木工程項目中應用CAD技術展開制圖的時候，僅僅需要在計算機上安裝上繪圖相應的軟件與打印機便能夠展開繪圖作業(yè)。使用CAD技術可以對圖紙繪制過程中出現(xiàn)的錯誤進行及時更改，進而為制圖辦法展開保障。與此同時，應用CAD技術，能夠有效改變繪圖的分散性，并且CAD軟件中有非常豐富的圖庫，能夠隨時進行取用，可以重復進行使用，有效提高了土木工程繪圖的質(zhì)量與效率，和傳統(tǒng)繪圖情況進行對比具備明顯的優(yōu)勢。在我國土木工程項目實際建設的過程中，對承載能力以及縫隙寬度等方面的要求越來越嚴格，如若選擇的參數(shù)不合理，在土木工程實際施工的過程中便會出現(xiàn)浪費資源以及安全事故等，導致投資的成本增加。

第二，就快速分析數(shù)據(jù)而言，在土木工程項目具體建設的過程中，應該重視章程的規(guī)范性，在土木工程項目領域有效應用CAD技術，可以對數(shù)據(jù)信息進行及時、準確的處理與分析，做好合理正確的計算，進而得出相應的結(jié)果，這是使用傳統(tǒng)繪圖辦法所沒有辦法實現(xiàn)的。傳統(tǒng)的繪圖資料非常容易被人為保存以及外部環(huán)境等方面的影響，導致土木工程項目的建設過程中依然存有一定損失，對CAD技術進行充分應用，能夠在軟盤與硬盤中直接進行儲存，防止土木工程的資料出現(xiàn)損失，其得以保存的時間比較長且質(zhì)量高，便于查閱以及管理。隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國土木工程的施工技術得以快速發(fā)展，使得更多的新型施工技術崛起，更加彰顯了CAD技術的主要作用。

第三，就提高圖像質(zhì)感而言，在土木工程項目中應用CAD技術，能夠有效提高繪圖的成效以及圖像的質(zhì)感，在最大的程度上展現(xiàn)出建筑物的實際效果，進而為繪圖作業(yè)提供便利。與此同時，在土木工程項目實際施工的過程中應用CAD技術，能夠快速識圖，便于根據(jù)繪圖進行施工，讓其設計結(jié)果更加可靠與真實[1]。

2.2 CAD技術在土木工程中應用的缺點

第一，就繪圖方面的局限性而言，在土木工程繪圖設計的過程中應用CAD技術，主要是經(jīng)過計算機對工作過程與最后的結(jié)果進行觀察，通常情況下，計算機屏幕的尺寸并不大，表明設計人員在圖表設計與修改過程中有一定的限制性，進而對土木工程的設計圖表產(chǎn)生嚴重的影響，十分容易造成土木工程的整體比例出現(xiàn)失調(diào)的情況。與此同時，計算機軟件具備一定程度上的機械性，大部分會限制設計人員的創(chuàng)意靈感。現(xiàn)階段，某些設計人員過于依靠CAD技術，讓土木工程項目的建設變成固定性機械作業(yè)，其設計工業(yè)化與標準化造成圖紙的一致性，缺少個性化特征，讓土木工程建筑物成為了簡單的商品，這并不利于我國土木工程的健康可持續(xù)發(fā)展。

第二，就投入高而言，CAD技術的手段較為復雜，并且科技含量比較高，對物力與人力等方面的投入要求比較高，容易出現(xiàn)浪費資源的現(xiàn)象，提高了建筑企業(yè)的成本支出。現(xiàn)階段，土木工程相關的建筑軟件價格都比較高昂，學習費用也比較高，與此同時，在土木工程項目中應用CAD技術，還需要配備打印機、數(shù)字儀表以及相機等設備，對于CAD軟件來說，需要定期進行更新以及升級，需要投入更多的資金。

第三，就缺少智能化而言，現(xiàn)階段，在土木工程項目中廣泛應用CAD技術，主要是在二維的前提下展開作業(yè)，在實際設計的過程中只是當做一種工具，缺少相應的智能性，沒有辦法實現(xiàn)三維立體圖的建設，無法實現(xiàn)其價值以及實際的施工成效。我國缺少統(tǒng)一標準的CAD智能軟件，造成土木工程的圖表能夠通過設計人員的調(diào)整與修改之后，才能夠進行應用，要想有效轉(zhuǎn)變這樣的情況，需要相關的部門以及設計人員加強研究與實踐活動。

3 CAD在土木工程領域中的應用策略

3.1 規(guī)劃過程中的應用

對于一個工程項目來說，規(guī)劃作業(yè)非常重要。對土木工程進行規(guī)劃需要對多樣性的因素進行考慮。例如，交通、經(jīng)濟以及土地利用等社會經(jīng)濟方面的因素，地理、氣候以及水文等自然生態(tài)方面的因素，綠化與噪聲等實際環(huán)境方面的因素。相應的CAD系統(tǒng)分成三大類，第一類是相關信息規(guī)劃、查詢以及儲存的系統(tǒng)，其主要使用數(shù)據(jù)庫的方式；第二類是分析信息的系統(tǒng)，比如信息規(guī)劃以及分析的相關系統(tǒng)等；第三類是制定規(guī)劃的系統(tǒng)，比如景觀系統(tǒng)、交通系統(tǒng)等。

3.2 設計過程中的應用

一般情況下，土木工程的設計主要包括選擇形式、分析結(jié)構(gòu)以及核算材料等方面。CAD技術被廣泛的應用在土木工程建設過程中，最開始主要應用在結(jié)構(gòu)設計方面，結(jié)構(gòu)設計的任務是選擇建筑結(jié)構(gòu)，有效優(yōu)化布置結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)圖紙進行繪制。在土木工程實際結(jié)構(gòu)設計的過程中，最為重要的問題便是明確計算的模式。因為建筑物是實體的事物，大部分條件都不是理想的，需要對具體情況進行考慮，進而選擇差異性的計算辦法。通常情況下，應該讓計算手段更加接近具體情況，這樣如果計算手段較為復雜，其工作量也會非常多。所以在計算機技術沒有得以發(fā)展的時候，都是依照經(jīng)驗進行受力研究，進而簡化了計算的辦法，把空間受力轉(zhuǎn)變成平面受力，把動力現(xiàn)象轉(zhuǎn)變成靜力現(xiàn)象，進而實現(xiàn)增加設計的目標。在我國土木工程項目的結(jié)構(gòu)中應用計算機技術，會讓復雜的計算變得簡單，其設計也會更加簡便，讓計算的結(jié)構(gòu)可以真實反映出具體情況。計算機只是工具，因為土木工程自身具備一定的繁雜性，對于某些問題來說，主要依賴工程師的有效且靈活使用。這就需要科學研究人員對受力機理進行研究，并且使用有效且可靠的辦法展開設計[2]。

3.3 施工過程中的應用

CAD技術被廣泛的應用在土木工程實際施工的各個過程中，例如，施工調(diào)查、調(diào)配人員以及工程驗收等。我國現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)計劃、設施設備以及繪制圖紙等系統(tǒng)。使用計算機技術對土木工程計劃圖進行編制已經(jīng)變成了參與投標的主要條件。因為CAD技術的廣泛應用，全面提升了施工企業(yè)的管理能力與施工質(zhì)量。當前國外已經(jīng)研發(fā)除了某些建筑物的整合性施工系統(tǒng)。例如，隧道系統(tǒng)包含了設計子系統(tǒng)、繪制圖紙子系統(tǒng)以及制作設計書子系統(tǒng)等。

3.4 維護管理過程中的應用

在土木建筑使用的過程中會發(fā)生功能降低與老化等情況，所以應該加強維護與管理作業(yè)，通常情況下，應該進行定期的檢查以及維修。在土木工程項目維護與管理的過程中應用CAD技術，主要體現(xiàn)在媒體與水管線圖中，其可以對管路進行分析與檢查。現(xiàn)階段，土木工程中已經(jīng)擁有把數(shù)據(jù)庫當做核心的CAD系統(tǒng)，此系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面對定期檢查的相關結(jié)果進行檢查，另一方面使用輔助維修以及規(guī)劃設計辦法。隨著科學技術的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術、掃描技術以及軟件技術越來越完善以及成熟，讓土木工程設計人員拋棄圖版與圖紙，向著CAD技術的高目標進行發(fā)展，要求設計企業(yè)在調(diào)用資料、審核以及存檔等多個方面都在計算機互聯(lián)網(wǎng)中實現(xiàn)。隨著多媒體技術與CAD技術的不斷進步和發(fā)展，在土木工程領域中應用計算機技術能夠得到不斷發(fā)展[3]。

4 結(jié)語

總而言之，在土木工程領域中應用CAD技術，能夠有效提升土木工程設計的水平與質(zhì)量，與此同時，也展現(xiàn)了其不完善的地方。因此,設計人員在CAD技術應用過程中應該重視經(jīng)驗的總結(jié)，不斷提升自身的計算機基礎素養(yǎng)，嚴格根據(jù)土木工程建造的規(guī)范，最終推動基于CAD技術土木工程的健康可持續(xù)發(fā)展。