在土木工程中應(yīng)用CAD技術(shù)的分析研究

劉宇

摘要：當(dāng)今社會(huì)土木工程建設(shè)的重要性不言而喻，探索拓寬CAD技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用具有很高的研究實(shí)用價(jià)值。本文通過對(duì)土木工程當(dāng)中CAD技術(shù)具體應(yīng)用的了解分析，探討了CAD技術(shù)在土木工程當(dāng)中的具體應(yīng)用問題，同時(shí)總結(jié)了CAD技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)，從而為土木工程建設(shè)提供保障。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);土木工程;應(yīng)用;

1 CAD技術(shù)意義

CAD即Computer Aided Design（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)），是指工程技術(shù)人員借助計(jì)算機(jī)作為設(shè)計(jì)工具，結(jié)合自身專業(yè)知識(shí)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，分析，繪圖及編寫文檔等活動(dòng)。CAD技術(shù)的主要功能包括草圖設(shè)計(jì)、自動(dòng)繪圖、渲染、工程零件裝配設(shè)計(jì)等。CAD技術(shù)主要特征是自身工作環(huán)境的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，技術(shù)應(yīng)用對(duì)象的數(shù)字化及CAD技術(shù)自身設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化。CAD技術(shù)在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用因土木工程獨(dú)特的需求和環(huán)境，表現(xiàn)出了獨(dú)特的構(gòu)造模式及發(fā)展水平，CAD技術(shù)已經(jīng)成為了土木工程行業(yè)發(fā)展最快最廣泛的土木工程建設(shè)技術(shù)手段之一，CAD技術(shù)貫穿于土木工程建設(shè)的多個(gè)階段，在土木工程建設(shè)中使用CAD技術(shù)不但提高了建設(shè)單位自身的建設(shè)能力水平，更是行業(yè)市場競爭的重要方法標(biāo)準(zhǔn)。

2 CAD技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用范圍

2.1 CAD技術(shù)規(guī)劃應(yīng)用。土木工程的前期規(guī)劃事關(guān)工程項(xiàng)目的成敗，重要性不言而喻。工程規(guī)劃受社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境條件等眾多因素影響。CAD技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用到土木工程規(guī)劃階段主要有三個(gè)部分：a.工程規(guī)劃信息查詢及存儲(chǔ)應(yīng)用;b.工程規(guī)劃信息匯總分析系統(tǒng);c.工程規(guī)劃的輔助作用和建立制作系統(tǒng)。

2.2CAD技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用。土木工程設(shè)計(jì)包括選定結(jié)構(gòu)形式，假定形狀尺寸，結(jié)構(gòu)模型化，結(jié)構(gòu)分析、驗(yàn)算，繪制圖畫，材料計(jì)算等。CAD技術(shù)最早應(yīng)用于土木工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，跟著漸漸推廣至其他方面。CAD技術(shù)在土木工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用發(fā)展相對(duì)來說是最成熟的，如進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)體建模，分析計(jì)算工程受力變形等工作為土木工程設(shè)計(jì)提供建設(shè)質(zhì)量效率保障。

2.3CAD技術(shù)施工應(yīng)用。CAD技術(shù)在土木工程施工的投標(biāo)報(bào)價(jià)，施工調(diào)查，組織設(shè)計(jì)，人力物力調(diào)配及具體施工到項(xiàng)目完成驗(yàn)收各個(gè)階段應(yīng)用廣泛。CAD技術(shù)在土木工程施工的全面應(yīng)用，有效的大幅度提高了工程建設(shè)單位的建設(shè)綜合實(shí)力。

2.4CAD技術(shù)維護(hù)管理應(yīng)用。CAD技術(shù)在土木工程維護(hù)管理當(dāng)中的應(yīng)用，有效解決了土木工程建筑的老化及建筑功能下降等問題。CAD技術(shù)最早應(yīng)用于土木工程建筑的煤氣、水管的計(jì)算機(jī)維護(hù)管理。隨著CAD技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)步，在土木工程建筑的整體維護(hù)管理，定期的檢查，維護(hù)加固等全方位的維護(hù)管理都看到了CAD技術(shù)的身影。

3 CAD技術(shù)在土木工程中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 CAD技術(shù)在土木工程中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

過去傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)繪圖工作量大，一次性要求高，且效率一直較低。采用CAD技術(shù)進(jìn)行制圖則只需要在電腦上安裝繪圖軟件及準(zhǔn)備打印機(jī)和鼠標(biāo)等電腦配套軟硬件就可以進(jìn)行繪圖工作。運(yùn)用CAD技術(shù)能夠在制圖過程中隨時(shí)更改錯(cuò)誤，為制圖設(shè)計(jì)手段提供保障和更廣泛的表達(dá)方式及更開放的思維模式。同時(shí)，CAD技術(shù)的制圖運(yùn)用大大改善了傳統(tǒng)繪圖分段分時(shí)的分散性，CAD軟件豐富的分類圖庫可以隨取隨用，重復(fù)使用，大大的提升了設(shè)計(jì)繪圖的速度及效率，相較于傳統(tǒng)繪圖設(shè)計(jì)優(yōu)勢明顯。土木工程建設(shè)對(duì)裂縫寬度，承載力等參數(shù)要求非常嚴(yán)格，參數(shù)如果選取不當(dāng)，在施工中可能造成工程事故或者資源浪費(fèi)，從而提高了投資成本。在實(shí)際建設(shè)過程當(dāng)中要求章程規(guī)范化，CAD技術(shù)在土木工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用能夠高精度、高速度的處理分析大量信息數(shù)據(jù)，做出科學(xué)準(zhǔn)確的計(jì)算和得出結(jié)果，這些都是傳統(tǒng)繪圖設(shè)計(jì)手段無法達(dá)到的。傳統(tǒng)繪圖的圖表等資料容易受到環(huán)境和人為保存質(zhì)量的影響與破壞，造成土木工程設(shè)計(jì)建設(shè)的損失，在CAD技術(shù)運(yùn)用方面，則可以直接存儲(chǔ)到軟硬盤當(dāng)中，避免了工程資料圖表的一些不必要損失，保存時(shí)間長，保存質(zhì)量高，且更加的方便規(guī)范管理和查閱。現(xiàn)代科技的進(jìn)步，土木工程建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的全新技術(shù)手段的出現(xiàn)和實(shí)用，更凸顯了CAD技術(shù)在土木工程建設(shè)中的重要地位和作用，比如CALS即企業(yè)和機(jī)關(guān)所有信息標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化，不受單位部門企業(yè)系統(tǒng)制約的在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行全過程開發(fā)、設(shè)計(jì)、運(yùn)用的系統(tǒng)工程。最后，運(yùn)用CAD技術(shù)繪圖效果大大提升了圖像質(zhì)量質(zhì)感，更加逼真，能夠最大限度的真實(shí)再現(xiàn)建筑效果，這為設(shè)計(jì)繪圖工作提供了很大的便利，同時(shí)運(yùn)用CAD繪制圖形在施工中也更易于識(shí)圖，方便照?qǐng)D施工，讓設(shè)計(jì)成果更加具象真實(shí)和具有說服力。

3.2 CAD技術(shù)在土木工程中應(yīng)用的缺點(diǎn)

一是繪圖局限性。CAD技術(shù)繪圖設(shè)計(jì)過程中主要通過電腦顯示器觀察工作過程及結(jié)果，電腦顯示屏幕的尺寸一般不會(huì)太大，這就決定了設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)修改圖表過程中存在局限性，對(duì)工程圖表的全局性有著影響，容易導(dǎo)致工程整體比例失控。同時(shí)，電腦軟件的機(jī)械性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性在注重思維靈感的設(shè)計(jì)領(lǐng)域不一定是好事，很多時(shí)候會(huì)局限和制約設(shè)計(jì)師的靈感創(chuàng)意。當(dāng)前有些設(shè)計(jì)工作者一味的過度依賴CAD技術(shù)會(huì)讓土木工程設(shè)計(jì)建設(shè)變成類似車間產(chǎn)品生產(chǎn)流水線般的固化機(jī)器作業(yè)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和工業(yè)化帶來的是作品的統(tǒng)一模式化，缺乏個(gè)性和人文靈氣，使得土木工程建筑變成純粹的商品，這對(duì)土木工程行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展非常不利。

二是投入高。CAD技術(shù)的科技含量高，技術(shù)手段運(yùn)用復(fù)雜，對(duì)人力物力的投入要求很高，難免就造成了一些資源浪費(fèi)的情況，增加了建設(shè)企業(yè)單位的投入成本。目前工程建筑軟件價(jià)格不菲，學(xué)習(xí)培訓(xùn)費(fèi)用居高不下，同時(shí)CAD技術(shù)系統(tǒng)的運(yùn)行需要配備計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字化儀表等高性能設(shè)備，CAD軟件需定期更新升級(jí)等，需要大量資金及后續(xù)投入。

三是缺乏智能化。當(dāng)前推廣應(yīng)用面較廣的CAD軟件技術(shù)大多都是在二維基礎(chǔ)上進(jìn)行工作，在設(shè)計(jì)過程中僅僅充當(dāng)工具手段，缺乏智能化，沒辦法完成構(gòu)建三維立體圖像和自動(dòng)執(zhí)行功能，不能達(dá)到真正的經(jīng)濟(jì)實(shí)用和方便實(shí)際施工建設(shè)效果。當(dāng)前國內(nèi)嚴(yán)重缺乏標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的智能化CAD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，導(dǎo)致既成工程圖表需要經(jīng)過設(shè)計(jì)師人工的修改調(diào)節(jié)后才能真正使用，改變這一狀況需要相關(guān)部門和有志設(shè)計(jì)師做出更多的研究和實(shí)踐。

4.結(jié)論

當(dāng)前土木工程建設(shè)中的CAD技術(shù)應(yīng)用應(yīng)在辨證的角度下看待使用，同時(shí)應(yīng)該進(jìn)一步的研究和拓展CAD技術(shù)運(yùn)用空間，提高CAD繪圖在施工中的使用比率，加強(qiáng)CAD技術(shù)在土木工程應(yīng)用中的探索力度，讓CAD技術(shù)真正在土木工程建設(shè)中發(fā)揮科學(xué)穩(wěn)定的作用。

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（作者身份證：130633198912234930）