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1、,土建工程CAD,主编：吴银柱 吴丽萍,（第三版）,普通高等教育“十一五国家级规划教材修订版”,第1章 绪论,学习目标, 了解 CAD 的概念、优势以及与传统手工绘图的区别 了解 CAD 系统的工作原理、组成、特点 了解 CAD 在土木工程行业中的应用 了解学好 CAD 的经验、方法,概述,1,CAD系统的工作原理和组成,2,CAD技术在土木工程行业中的应用,3,学习CAD指南,4,第1章 绪论,概述,1.1.1 CAD的基本概念,20 世纪 50 年代，在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。 60 年代初期，出现了 CAD 的曲面片技术，中
2、期推出商品化的计算机绘图设备。 70 年代，完整的 CAD 系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了 CAD 技术的发展。 80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，CAD 技术在中小型企业逐步普及。 80 年代中期以来，CAD 技术向标准化、集成化、智能化方向发展。 现在，CAD 已在建筑设计、电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。,概述,1.1.2 CAD的技术优势,由于计算机数据处
3、理速度快、准确、可连续工作，因而可以提高设计效率，从而缩短设计周期。例如汽车行业，缩短设计周期就意味着能早日推出新产品，早日占领市场。 使用自动化较高的 CAD 系统进行设计时，设计者只需输入一些有关设计初始条件的数据，由计算机自动进行分析、计算，就可得到设计结果，保证了计算结果的精确性和准确性。得到的图纸清晰、整齐，便于校核和修改，从而有效地防止手工绘图过程中尺寸标注错误以及不同图纸在同一构件时的不一致性等错误的产生，提高了设计质量。 应用 CAD 技术可以进行模拟仿真，在产品设计确保无误后再进行实际生产，可有效地降低试验费用，避免由于设计环节不完善而生产出废品。,缩短设计周期,提高设计质量
4、,降低设计成本,概述,1.1.3 计算机辅助绘图与 传统手工制图对比,使用计算机辅助绘图，再由绘图仪输出，使传统的绘图方式发生了革命性的变革，摆脱了繁多的传统绘图工具，而且绘图质量、效率得到了根本性的提高。绘制出的图形规范、统一、美观。既可保留图纸也可保留文件，图形保存文件易于管理，安全、保密性强，需要图纸时可以按要求随时输出；图形的修改十分方便，有着功能强大的编辑指令支持；图形的拷贝、放大、缩小方便迅速；并可以进行三维空间作图。,CAD 系统的工作原理和组成,现代CAD技术已经把计算机技术、计算机图形技术、计算机语言技术、科学计算、算法优化、工程数据库、专家系统（知识库）集成一体使之成为一个
5、协调的工作系统。,CAD 系统的工作原理和组成,硬件是 CAD 技术的物质基础，软件是 CAD 方法的核心。,CAD 系统的工作原理和组成,1.2.1 CAD 系统的硬件组成,CAD 系统的硬件包括主机和外部设备。,主机,随着计算机的发展和性能的不断提高，现在使用的计算机都能够胜任 CAD 的运行要求。 计算机主要组成有：主板、CPU、内存条、硬盘、光驱、键盘、鼠标、显示卡、显示器和机箱等。,外部设备,外部设备包括输入设备和输出设备。,输入设备,除了键盘和鼠标之外，还有扫描仪、图形输入板、光笔等。,输出设备,主要有打印机和绘图仪。,CAD 系统的工作原理和组成,1.2.2 CAD 系统的软件组
6、成,软件是计算机运行所需程序和数据的总和。,CAD 系统的软件按功能可分为三个层：,系统软件,支撑软件,应用软件,系统软件是保证计算机正常工作的最基本软件，它包括操作系统、汇编系统、监督系统和诊断系统等。,支撑软件是用来进一步开发的工具。,应用软件是针对某个具体用途的特殊软件。,CAD 技术在土木工程行业中的应用,在土木工程行业中，CAD 技术是发展最快的技术之一。现在CAD 技术已应用到从基本规划到详细设计的各个方面。使用CAD 的水平已成为企业技术水平的象征，也是对外竞争夺标的重要手段。现在各设计单位纷纷对聘用人员提出了计算机辅助设计的技能要求。因此，许多工科类院校已相继开设了如AutoC
7、AD、专业 CAD 等课程，并将其用于工程制图、课程设计、毕业设计等教学环节。,在土木工程行业中，一般建筑物或构筑物的建设都要经过规划、设计、施工几个阶段，建成以后则进入维护管理阶段。目前，CAD 技术已经被应用在以上各个阶段中。这里仅作一些简单的介绍。,CAD 技术在土木工程行业中的应用,1.3.1 在规划中的应用,对应于该阶段的 CAD 系统主要有三类：,第一类,有关规划信息的存储和查询系统,第二类,信息分析系统,第三类,规划的辅助表现及制作系统,如土质数据库系统、地域信息系统、地理信息系统、城市政策信息系统等,如规划信息分析系统等,如景观表现系统、交通规划辅助系统等,CAD 技术在土木工
8、程行业中的应用,1.3.2 在设计中的应用,一般土木建筑结构的设计都包含结构形式的选定、形状尺寸的假定、模型化、结构分析、验算、图面绘制、材料计算等过程。 CAD 技术在土木建筑中最早的应用就是在结构设计中，所以，有关设计 CAD 系统的历史较长，发展比较成熟。,CAD 技术在土木工程行业中的应用,1.3.3 在施工中的应用,土木建筑工程的施工，一般都包含以下几个过程，即投标报价施工调查施工组织设计人员、器材和资金的调配具体施工及项目工程管理验收等。目前，CAD 技术在每个过程中均有应用。在我国已出现了投标报价与合同管理、工程项目管理、网络计划、质量和安全的评价与分析、劳动人事工资、材料物资、
9、机械设备、财务会计和行政管理、施工图的绘制等系统。其中，应用计算机编结网络计划图已成为参与国际投标的必要条件之一。CAD 技术的应用，有效地提高了施工企业的工作效率和管理水平。,现在国外已开发出一些建筑物和构筑物的集成化施工系统。例如：在隧道的集成化施工系统中，包含隧道设计子系统，施工图及施工平面图绘制子系统，施工管理子系统，材料表生成子系统以及施工组织设计书制作子系统等。,CAD 技术在土木工程行业中的应用,1.3.4 在维护管理中的应用,土木建筑物在使用期内会出现老化、功能下降等情况，因此，必须对其进行适当的维护和管理。一般包括定期检查、维修和加固等。,CAD 技术在维护管理中最早的应用是
10、煤气、上下水管线图的计算机管理，其中包含管线的位置以及管线的埋设条件，如管线的材质、管径、埋深等。近年来，出现了以数据库为中心的、道路设施的维护管理 CAD 系统。这种系统具有两重作用：一方面是用于保存定期检查结果等信息，另一方面是用于辅助维修和加固的规划和设计。,由于计算机性能价格比的迅速提高，网络技术、软件技术、扫描技术与图档管理电脑化的不断成熟，使各大设计院在“甩掉图板”的基础上，向着“甩掉图纸”的目标而努力。“甩掉图纸”是继“甩掉图板”之后提出的CAD 技术发展的更高目标，它要求设计单位内部从勘探资料的调用、 设计各专业的配合，到校对、审核和审定，直到存档，全在计算机网络上完成。,随着
11、 CAD 技术、多媒体技术、虚拟现实技术的发展，土木工程行业中计算机的应用也必将得到进一步的发展。,学习 CAD 指南,学习 AutoCAD 应注意以下几方面：, 对 AutoCAD 绘图应从基本画面认识开始，如菜单、工具栏、状态栏、绘图编辑区、提示信息区等；键盘的特殊控制键操作（F6、F7、F8、）要能熟悉并且应用自如。, 开始学习绘图指令时，应从最容易、最基本的绘图指令开始学起，如画直线、圆弧、圆及多边形等。, 使用 CAD 绘图，最大优点之一就是能够精确绘图。因为 CAD 提供了许多辅助工具，掌握好这些工具不仅能够精确绘图而且还会大大提高绘图效率。如 AutoCAD 提供多种抓取模式，画
12、图时抓取一条线的端点、圆的圆心或圆弧的圆心等。, 传统绘图是将一张图纸放在图板上，图上所有具体内容都能看清；CAD 绘图受显示器屏幕的限制，图上内容不能都看清楚，在使用计算机绘图时，一定要善用 AutoCAD 所提供的显示、缩放命令，以观看屏幕上的图形，才能增加绘图的方便性。,学习 CAD 指南,学习 AutoCAD 应注意以下几方面：, 传统绘图是将图形按预定的比例绘在图纸上，位置、大小不能更改；CAD 绘的图仅表明图形的相对关系和相对位置，打印到图纸上，位置、大小都可以任意调整，在屏幕上图可以任意修改、移动、复制、重复使用等。, 与其说 CAD 的绘图功能强大，不如说它的编辑功能强大。掌握
13、基本绘图命令的同时，将编辑命令用活，很多图形不是用绘图办法绘制出来的，而是用编辑命令修改得到的，同样一幅图不同的人会用不同的命令和方法，绘图的效率就会不一样。编辑命令掌握的熟练程度直接影响到绘图的速度。, 传统绘图中的线型画上去是不变的；CAD 绘出线型后，可以任意调整其线型、线宽、颜色。, 传统绘图中的尺寸标注是每个尺寸都要知道尺寸大小才能进行标注，标注符号绘制较繁琐；CAD 中尺寸标注只要设置好标注类型，尺寸大小可自动进行测量，标注尺寸方便迅速，标准。,学习 AutoCAD 应注意以下几方面：, 传统绘图填充的图案必须一点一点绘制，繁琐、较慢而且不标准，CAD 中填充图案选择图案类型，设置好比例、角度、选择合适的填充范围就可以填充出非常标准的图案。,学习 CAD 指南,通过本章的学习，对 CAD 有了一个基本的了解，如 CAD 的概念、工作原理、组成、应用和优点。培养对 CAD 的学习兴趣，为学好 CAD 做好充分准备。,本 章 小 结,1CAD 技术的优势表现在哪些方面？与传统绘图有什么区别？,习 题,2CAD 的硬件和软件系统由哪些部分组成？输入设备有哪些？输出 设备有哪些？,3CAD 技术在土木工程行业的应用主要表现在哪几个方面？,
