CAD技術在鋼結構設計中的應用

胡建

摘要：隨著近些年來我國社會經濟的不斷發展，我國公民的生活水平不斷提升，在這樣的時代背景之下，其對衣食住行的要求也在不斷地上升。建筑行業作為滿足我國公民日常生活的支柱型產業，自身的發展備受社會各界的廣泛關注，因此本文針對建筑行業中近些年來新興的鋼結構建筑展開分析，深度剖析鋼結構設計中CAD技術的應用優勢，并且結合市場的應用經驗對其進行闡述。希望能夠推動CAD技術在鋼結構設計中的應用范圍，使鋼結構設計更加完善，滿足現代建設生產的使用需求。

關鍵詞：CAD技術;鋼結構設計;應用推廣

一、CAD技術的優點

立足于CAD技術本身進行分析，其不過是一門計算機科學技術和工程學科結合起來所形成的一種邊緣性的技術。這種科學技術在進行工業設計的時候，能夠為設計者提供輔助性的設計，并且幫助設計者整合設計所應用的各種資源，包括模型的設計，動態圖像動畫等等。在進行設計的過程中能夠實現數據的高效率交換，并且套用標準和工具更加便捷，同時還留有和外部系統連接的用戶接口，這種集多種功能為一體的輔助性設計工具，對于設計者來說能夠減輕大量的負擔。經過長時間的發展，CAD技術已經集設計、規范、評價、修改、分析規劃與一體，形成一種功能全面的設計系統，設計者在CAD技術的幫助之下，能夠將自身的想象力，創造力，充分地發揮出來，結合對模型和圖像的有機運用是腦海中的畫面形成設計作品，大幅度地提高了設計的工作效率。也正因如此CAD技術經過發展，已經逐步成長，成為我國現代化科學技術應用的主流趨勢，目前已經滲透到各個行業的發展之中，在航空航天，機械生產，化工制造等多個設計領域作出了杰出的貢獻。

二、CAD技術在鋼結構中的應用

CAD技術已經成為各行各業設計師的首要選擇，大量的現代設計圖紙，化工制造的部件都是通過CAD技術完成設計的。在鋼結構的設計應用過程中，CAD技術主要經歷了三個階段。

2.1計算機輔助分析

在這一過程中，CAD技術主要起到的是輔助分析的作用，首先要將鋼結構的設計應用導入到計算機之中，利用有限元分析方法建立不同的區間，然后將其轉化為變量場景，這樣就能夠在有限個單元節點上進行運算。利用這種計算機輔助分析的特性，能夠運算鋼結構，設計自身的力學性能，彈塑性分析，并且對材料進行深度的剖析，使圖紙的科學性和可行性大幅度地提升，最終還能夠按照特殊的設計要求，形成一份完整的工程圖紙。

2.2計算機輔助設計

計算機輔助設計主要是將設計師從日益繁重的繪圖工作中解放出來，大幅度地提高了工作效率，也就是說利用CAD技術進行輔助分析和設計不再是兩項分開的工作而是一項相互結合，相互支持的整體性工作，在對設計方案進行修改的時候，設計師就需要對數據建模，這樣所成立的數據模型就能夠充分地考慮到其力學性能和材料的使用規范，使整個工程的設計方案更加科學全面。

2.3計算機輔助設計與制造

利用計算機進行輔助設計和制造，就能夠實現圖紙設計規劃的一體化，這是我國鋼結構設計發展的一項巨大的進程。計算機輔助設計和制造集成化系統，就是利用了三維模型立體化技術，形成一個龐大的實驗體，在這個過程中能夠對節點進行標準化的調試，根據實際設計出來的結構構件和節點進行分析。甚至可以根據生成的圖紙直接用于加工這些三維立體技術，能夠將不可視的思想轉化為可視的模型結構，這樣才能夠進行后續的問題討論，然后將討論的結果反饋到模型之中進行修改，使最終的方案更加科學

三、鋼結構設計中的應用

3.1結構分析計算

計算機在建筑工程領域的應用。主要集中于數值計算和分析，或結構設計，自然也不例外通過利用互聯網信息技術進行數值的計算，能夠采用數據文件的形式，對結構進行數據輸入和輸出，并且實現短時間內的多次高精準計算，由于鋼結構工程在設計的過程中需要經過多次大量的計算，每一次都需要重新地輸入數值，并且對其數據進行修改，所以應用起來較為麻煩，也極容易出錯。而CAD技術就有效地克服了這一點能夠直接做出數據的導入與導出，節省大量的工作時間。

3.2前后處理結構計算

為了克服數據文件經常需要修改的弊端， CAD技術經過長時間的發展，已經具備了前后處理的結構分析計算軟件。這種結構數據計算軟件能夠利用人機交互的方法進行數據的輸入，方法十分便捷簡單，但是這種前后處理結構計算軟件的應用范圍較為狹小，自身有著諸多的限制，僅僅適用于結構相對規則的鋼結構設計，如果設計本身處于多面多空間的復雜結構，那么應用這個程序就有著很大的局限性。

3.3結構CAD

在設計結構利用結構CAD進行成品的展示十分便捷，最終的效果也極其理想。設計者可以通過這一手段將自身的所思所想，直觀地表現在最終的數據模型之上，而客戶也能夠通過結構模型感受設計者的設計風格和設計理念，同時還能夠有針對性的提出自身的見解和意見，設計者只需要稍做修改，就能夠將客戶的想法表現在結構之中，這樣方便后期的討論與修改，保證最后的成品讓客戶滿意，當然在這一過程中需要進行大量的準備工作，例如圖紙顯示動態效果以及各種規范的使用。但是這些都推動著我國CAD技術的快速發展。

四、結束語

綜上所述，隨著我國CAD技術的飛速發展，各行各業都加快了對其應用的步伐，鋼結構設計自然也不例外，通過CAD技術應用的不斷深化，強化其系統功能，提高設計效率，能夠為我國建筑行業的穩定發展打下堅實的基礎。

參考文獻

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（成都東南鋼結構有限公司?四川?成都?611430）