淺析計算機繪圖CAD技術在土木工程中的應用

張碧

摘 ?要：本文主要分析了計算機繪圖CAD技術的含義，重點介紹了在土木工程中計算機繪圖CAD技術的應用范圍及優缺點，它不僅能夠提升設計繪圖效率，而且還可以確保后續土木工程施工的順利進行。通過對土木工程中計算機繪圖CAD技術的應用情況進行介紹，以期為土木工程施工的順利進行提供可靠的保障，并實現經濟與社會效益的最大化。

關鍵詞：土木工程;計算機繪圖;CAD技術;建筑信息化

中圖分類號：TP391.72 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：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

經濟社會的發展，有效地推動了建筑行業的發展，而土木工程又是建筑工程中比較關鍵的組成部分，因此需要對土木工程的設計工作予以重視。計算機繪圖CAD技術屬于比較常見的設計技術，將其應用到土木工程設計之中，不僅可以有效提高土木工程設計的合理性，而且還可以為土木工程的后續施工奠定良好的基礎，進而有效提升土木工程施工進度和質量。

1 ?計算機繪圖CAD技術概述

CAD是計算機輔助設計（Computer Aided Design）的縮寫，是能夠為人和計算機提供交互合作的一類繪圖軟件，最早該軟件是由美國Autodesk公司研發并推廣。CAD技術不僅具備二維設計工具，同時也涵蓋了三維設計繪圖工具，設計師利用該技術可以進行圖層創建、輸出、管理等操作，在為設計師提供便利的同時，也有效提高工程的設計效果。

計算機繪圖CAD技術具有強大的圖形繪制功能，其既能夠完成對圖形的有效編輯，而且能夠實現對圖形格式的有效轉換。該技術兼容多平臺操作，并非局限于某一操作平臺，在平板、手機、電腦等多種硬件設備中都可以使用該技術。借助CAD技術，建筑設計人員能夠把復雜的設計圖紙呈現到計算機操作界面中，實現對圖形的編輯、更改、繪制、縮放，既能夠有效節省設計人員的時間，而且還可以免去傳統紙質圖形繪制的麻煩。當前，該技術也逐漸向性能更穩定、功能更強大、應用更廣泛的方向發展，在機械、電子、建筑、造船等多領域中得到了廣泛的應用。

2 ?在土木工程中計算機繪圖CAD技術的應用范圍

2.1 ?在規劃中的應用

對于土木工程而言，前期的規劃工作尤為關鍵，建筑設計師不僅需要考慮社會經濟因素，還要兼顧環境因素及自然條件因素等。每一項規劃都與后續土木工程施工密切相連，在土木工程規劃過程中，計算機繪圖CAD技術的應用包括了下述三個方面：

（1）對儲存及信息系統進行有效規劃，最常見的是城市政策信息系統和地理信息系統，他們的運行基本上選擇了一種數據庫系統形式;

（2）規劃輔助的表現形式及與之相關的制作系統，最常見的是城市景觀式表現系統;

（3）信息化的分析系統，最常見的是城市規劃信息分析系統。

2.2 ?在設計中的應用

通常情況下，土木工程設計包括結構形式的選定、結構驗算分析、形狀尺寸的假定、模型化分析、圖畫繪制和材料計算等內容。在土木工程設計中，結構設計是最常用的一項功能。例如，在對橋梁結構進行設計過程中，其需要借助CAD系統軟件來實現對目標結構的實體建模操作，并對橋梁的截面情況和受力情況進行詳細的分析，同時根據實際情況來對橋梁截面和受力情況進行準確的估算，進而為后續土木工程施工奠定良好的基礎。

2.3 ?施工中的積極應用

對于土木工程而言，其施工環節所涉及的內容比較多，如施工的具體調查、投標報價、人員的調配、組織施工設計、資金的有效配置、器材的準備、施工環節管理、竣工驗收等。在上述環節中，計算機繪圖CAD技術均得到了廣泛有效的應用，達到了比較理想的效果。目前，我國實現了CAD技術在工程合同系統、投標報價系統、網絡計劃系統、項目管理綜合系統的逐漸應用，有效提高了企業的綜合技術實力和綜合管理水平。

2.4 ?維護管理中的應用

隨著使用時間的延長，建筑物逐漸會出現功能下降和老化現象，此時為了有效延長建筑物的使用壽命，要做好建筑物的定期維護和管理工作，內容主要包括檢查、加固和維護。煤氣及上下水的管線設計是最早應用計算機繪圖CAD技術的領域，其主要針對管線的埋設位置和埋設條件進行設計。同時，隨著CAD技術的不斷完善，在保留原有功能的同時，添加了定期檢測信息數據保存功能，并具備規劃加固設計和維修功能，該技術在工程維護管理中的重要作用愈加凸顯。

3 ?在土木工程中計算機繪圖CAD技術的優缺點

3.1 ?計算機繪圖CAD技術的優點

傳統土木工程設計繪圖具有比較大的工作量，工作效率比較低。計算機繪圖CAD技術的應用只需要在電腦上安裝相關繪圖軟件就可以完成土木工程繪圖工作，同時還可以隨時對發現的錯誤和問題進行更改，具備更開放的思維模式和更廣泛的表達方式，為制圖設計手段提供可靠保障。同時，計算機繪圖CAD技術的運用還可以對傳統繪圖的分段分時問題進行有效改善，具備豐富的分類圖庫，與傳統繪圖設計相比，極大提升了設計繪圖效率。

如今，隨著土木工程建設新技術、新手段的廣泛應用，更加有效凸顯了計算機繪圖CAD技術的優勢和地位，例如企業和機關所有信息標準數字化（CALS）能夠借助網絡平臺實現全過程設計、開發、運用;借助CAD技術還可以有效提升圖像質量和質感，可以最大限度地呈現土木工程效果。此外，在土木工程施工過程中，借助計算機繪圖CAD技術，還可以提高識圖效率，方便照圖紙進行施工，大大提高了設計成果的說服力。

在土木工程中，板、梁、柱、墻等結構的設計需要對和其他專業的相配性、相容性給予綜合考慮，如設備、管道不能與柱、梁相碰等。任何工程都能夠根據其形態差異拆分為圓錐、圓臺、圓柱體、斜圓臺、斜圓柱體、球冠體、球體、矩形斷面環體、圓形斷面環體及多面體等。此時借助計算機繪圖CAD技術可以在真三維、真色彩、真光照的情況下，根據物體運動軌跡將其轉化為虛擬的實體，在虛擬實體中檢查是否與設備、管道、柱、門、墻、梁、窗等物體出現碰撞，對發現的問題進行修改，直至符合要求為止，不僅為土木工程設計人員提供參考和借鑒，而且還可以確保后續工程施工的順利進行。

借助CAD技術制作的圖像、圖形文件能夠在硬盤、軟盤中直接存儲，也可以刻成光盤存儲，這樣可以有效避免資料由于蟲蛀、受潮及破壞而出現不必要的損失，其保存壽命長達50年之久，而且數據查找也比較方便。

3.2 ?計算機繪圖CAD技術的缺點

3.2.1 ?繪圖局限性

借助CAD技術進行土木工程繪圖設計階段，一般是通過電腦顯示器來對工作過程及結果進行直觀的觀察，但是電腦屏幕顯示尺寸一般比較小，從而導致設計師在對圖紙進行修改時存在一定的局限性，或多或少會影響到工程圖表的全局性，導致工程整體比例失控，進而對后續工程施工產生不利影響。同時，在注重思維靈感的設計方面，電腦軟件的機械性也并非是一件好事，會在一定程度上制約設計師的靈感。目前，一些設計人員過度依賴CAD技術，導致土木工程設計儼然成為與車間產品相類似的固化機器作業，土木工程設計工業化和標準化產生的作品呈現統一模式化的特點，缺乏人文靈氣和個性化特點，致使土木工程成為一種純粹的商品，不利于土木工程行業的健康、可持續發展。

3.2.2 ?缺乏智能化

目前，大多數計算機繪圖CAD技術基本上都是在二維基礎上研發而來的，在土木工程設計階段只作為工具手段使用，不具備智能化的特點，無法構建三維立體圖像，不具備自動執行功能，不能實現方便實際施工建設和真正的經濟實用效果。我國也缺乏標準統一的智能化CAD技術，致使已經存在的工程圖表要借助設計人員的調整和修改后，才可以投入使用，為了使上述缺陷得到有效解決，就需要相關部門加大對該技術的研發。

3.2.3 ?資金投入高

計算機繪圖CAD技術具有比較高的科技含量，而且技術手段應用起來較為復雜，對人力、財力和物力的投入要求比較高，不僅會導致資源浪費，而且還會提高企業的投入成本。一款CAD軟件往往價格不菲，而且培訓費用比較高，與之相匹配的計算機、數碼相機、打印機、數字化儀表等也需要比較高的性能，加之后期軟件更新和升級都需要大量資金作為保障。

4 ?計算機繪圖CAD技術的發展前景

計算機繪圖CAD技術的出現為土木工程設計人員的工作方式帶來了極大的改變，為了更好地推動該技術的發展，并對其缺陷進行改善，則需要在未來做好以下幾個方面的工作。

4.1 ?土木工程設計師角度

在使用該技術過程中，土木工程設計師同樣要掌握傳統手工制圖技術，并在日常生活中不斷訓練手工繪圖技術，這樣不僅可以提高土木設計人員的設計技術水平，而且還可以幫助設計師尋找靈感，使他們更好地把控手工制圖技術，為該技術的應用奠定良好的基礎;

4.2 ?CAD技術軟件角度

定期對計算機繪圖CAD技術軟件進行更新，提升CAD技術軟件的標準化與通用化，以確保不同軟件之間的尺寸標注、圖形格式、軸線畫法等實現統一，這樣一來不同軟件設計成果能夠實現交互使用。同時還需要提高CAD技術的智能化，以確保土木工程設計的適用性與合理性，避免出現設計問題而對土木工程進度、成本、質量控制產生不利影響;

4.3 ?CAD技術生存環境角度

為了保證CAD技術使用過程的安全性與穩定性，要采取措施來確保CAD技術使用環境的安全，此時就需要土木工程設計人員定期對計算機進行殺毒與整理，以保證計算機安全使用，同時設計人員還需要熟練掌握CAD技術的各項操作，避免由于錯誤操作而造成設計結果被刪除，以期更好地提高土木工程設計效果。

5 ?結 ?論

綜上所述，在土木工程中，計算機繪圖CAD技術得到了廣泛的應用，該技術需要依托于計算機技術，并逐漸成為土木工程設計人員日常工作中比較關鍵的技術手段，因此就需要土木工程設計人員準確把握該技術的使用范圍及優缺點，這樣一來不僅可以更好地發揮CAD技術操作方便、精確度高、設計效率高等優勢，而且還可以有效規避其不利之處，進而提高土木工程設計、施工效果。

參考文獻：

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[3] 萬暢，杜雪健.在土木工程中應用CAD技術的分析研究 [J].建筑工程技術與設計，2018（18）：373.

作者簡介：張碧（1987.09-），女，漢族，山西運城人，助理工程師，本科，研究方向：建筑工程質量檢測。