淺析計算機繪圖CAD技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用

張碧

摘 ?要：本文主要分析了計算機繪圖CAD技術(shù)的含義，重點介紹了在土木工程中計算機繪圖CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點，它不僅能夠提升設(shè)計繪圖效率，而且還可以確保后續(xù)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(shù)的應(yīng)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(xiàn)經(jīng)濟與社會效益的最大化。

關(guān)鍵詞：土木工程;計算機繪圖;CAD技術(shù);建筑信息化

中圖分類號：TP391.72 ? ? 文獻標(biāo)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(jīng)濟社會的發(fā)展，有效地推動了建筑行業(yè)的發(fā)展，而土木工程又是建筑工程中比較關(guān)鍵的組成部分，因此需要對土木工程的設(shè)計工作予以重視。計算機繪圖CAD技術(shù)屬于比較常見的設(shè)計技術(shù)，將其應(yīng)用到土木工程設(shè)計之中，不僅可以有效提高土木工程設(shè)計的合理性，而且還可以為土木工程的后續(xù)施工奠定良好的基礎(chǔ)，進而有效提升土木工程施工進度和質(zhì)量。

1 ?計算機繪圖CAD技術(shù)概述

CAD是計算機輔助設(shè)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(fā)并推廣。CAD技術(shù)不僅具備二維設(shè)計工具，同時也涵蓋了三維設(shè)計繪圖工具，設(shè)計師利用該技術(shù)可以進行圖層創(chuàng)建、輸出、管理等操作，在為設(shè)計師提供便利的同時，也有效提高工程的設(shè)計效果。

計算機繪圖CAD技術(shù)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?qū)崿F(xiàn)對圖形格式的有效轉(zhuǎn)換。該技術(shù)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(shè)備中都可以使用該技術(shù)。借助CAD技術(shù)，建筑設(shè)計人員能夠把復(fù)雜的設(shè)計圖紙呈現(xiàn)到計算機操作界面中，實現(xiàn)對圖形的編輯、更改、繪制、縮放，既能夠有效節(jié)省設(shè)計人員的時間，而且還可以免去傳統(tǒng)紙質(zhì)圖形繪制的麻煩。當(dāng)前，該技術(shù)也逐漸向性能更穩(wěn)定、功能更強大、應(yīng)用更廣泛的方向發(fā)展，在機械、電子、建筑、造船等多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 ?在土木工程中計算機繪圖CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍

2.1 ?在規(guī)劃中的應(yīng)用

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

（1）對儲存及信息系統(tǒng)進行有效規(guī)劃，最常見的是城市政策信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)，他們的運行基本上選擇了一種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)形式;

（2）規(guī)劃輔助的表現(xiàn)形式及與之相關(guān)的制作系統(tǒng)，最常見的是城市景觀式表現(xiàn)系統(tǒng);

（3）信息化的分析系統(tǒng)，最常見的是城市規(guī)劃信息分析系統(tǒng)。

2.2 ?在設(shè)計中的應(yīng)用

通常情況下，土木工程設(shè)計包括結(jié)構(gòu)形式的選定、結(jié)構(gòu)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(nèi)容。在土木工程設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計是最常用的一項功能。例如，在對橋梁結(jié)構(gòu)進行設(shè)計過程中，其需要借助CAD系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)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(jù)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(xù)土木工程施工奠定良好的基礎(chǔ)。

2.3 ?施工中的積極應(yīng)用

對于土木工程而言，其施工環(huán)節(jié)所涉及的內(nèi)容比較多，如施工的具體調(diào)查、投標(biāo)報價、人員的調(diào)配、組織施工設(shè)計、資金的有效配置、器材的準備、施工環(huán)節(jié)管理、竣工驗收等。在上述環(huán)節(jié)中，計算機繪圖CAD技術(shù)均得到了廣泛有效的應(yīng)用，達到了比較理想的效果。目前，我國實現(xiàn)了CAD技術(shù)在工程合同系統(tǒng)、投標(biāo)報價系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)計劃系統(tǒng)、項目管理綜合系統(tǒng)的逐漸應(yīng)用，有效提高了企業(yè)的綜合技術(shù)實力和綜合管理水平。

2.4 ?維護管理中的應(yīng)用

隨著使用時間的延長，建筑物逐漸會出現(xiàn)功能下降和老化現(xiàn)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(nèi)容主要包括檢查、加固和維護。煤氣及上下水的管線設(shè)計是最早應(yīng)用計算機繪圖CAD技術(shù)的領(lǐng)域，其主要針對管線的埋設(shè)位置和埋設(shè)條件進行設(shè)計。同時，隨著CAD技術(shù)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(shù)據(jù)保存功能，并具備規(guī)劃加固設(shè)計和維修功能，該技術(shù)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(shù)的優(yōu)缺點

3.1 ?計算機繪圖CAD技術(shù)的優(yōu)點

傳統(tǒng)土木工程設(shè)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(shù)的應(yīng)用只需要在電腦上安裝相關(guān)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(fā)現(xiàn)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(shè)計手段提供可靠保障。同時，計算機繪圖CAD技術(shù)的運用還可以對傳統(tǒng)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(tǒng)繪圖設(shè)計相比，極大提升了設(shè)計繪圖效率。

如今，隨著土木工程建設(shè)新技術(shù)、新手段的廣泛應(yīng)用，更加有效凸顯了計算機繪圖CAD技術(shù)的優(yōu)勢和地位，例如企業(yè)和機關(guān)所有信息標(biāo)準數(shù)字化（CALS）能夠借助網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)全過程設(shè)計、開發(fā)、運用;借助CAD技術(shù)還可以有效提升圖像質(zhì)量和質(zhì)感，可以最大限度地呈現(xiàn)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(shù)，還可以提高識圖效率，方便照圖紙進行施工，大大提高了設(shè)計成果的說服力。

在土木工程中，板、梁、柱、墻等結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要對和其他專業(yè)的相配性、相容性給予綜合考慮，如設(shè)備、管道不能與柱、梁相碰等。任何工程都能夠根據(jù)其形態(tài)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(huán)體、圓形斷面環(huán)體及多面體等。此時借助計算機繪圖CAD技術(shù)可以在真三維、真色彩、真光照的情況下，根據(jù)物體運動軌跡將其轉(zhuǎn)化為虛擬的實體，在虛擬實體中檢查是否與設(shè)備、管道、柱、門、墻、梁、窗等物體出現(xiàn)碰撞，對發(fā)現(xiàn)的問題進行修改，直至符合要求為止，不僅為土木工程設(shè)計人員提供參考和借鑒，而且還可以確保后續(xù)工程施工的順利進行。

借助CAD技術(shù)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(xiàn)不必要的損失，其保存壽命長達50年之久，而且數(shù)據(jù)查找也比較方便。

3.2 ?計算機繪圖CAD技術(shù)的缺點

3.2.1 ?繪圖局限性

借助CAD技術(shù)進行土木工程繪圖設(shè)計階段，一般是通過電腦顯示器來對工作過程及結(jié)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(dǎo)致設(shè)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(dǎo)致工程整體比例失控，進而對后續(xù)工程施工產(chǎn)生不利影響。同時，在注重思維靈感的設(shè)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(shè)計師的靈感。目前，一些設(shè)計人員過度依賴CAD技術(shù)，導(dǎo)致土木工程設(shè)計儼然成為與車間產(chǎn)品相類似的固化機器作業(yè)，土木工程設(shè)計工業(yè)化和標(biāo)準化產(chǎn)生的作品呈現(xiàn)統(tǒng)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(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

3.2.2 ?缺乏智能化

目前，大多數(shù)計算機繪圖CAD技術(shù)基本上都是在二維基礎(chǔ)上研發(fā)而來的，在土木工程設(shè)計階段只作為工具手段使用，不具備智能化的特點，無法構(gòu)建三維立體圖像，不具備自動執(zhí)行功能，不能實現(xiàn)方便實際施工建設(shè)和真正的經(jīng)濟實用效果。我國也缺乏標(biāo)準統(tǒng)一的智能化CAD技術(shù)，致使已經(jīng)存在的工程圖表要借助設(shè)計人員的調(diào)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(guān)部門加大對該技術(shù)的研發(fā)。

3.2.3 ?資金投入高

計算機繪圖CAD技術(shù)具有比較高的科技含量，而且技術(shù)手段應(yīng)用起來較為復(fù)雜，對人力、財力和物力的投入要求比較高，不僅會導(dǎo)致資源浪費，而且還會提高企業(yè)的投入成本。一款CAD軟件往往價格不菲，而且培訓(xùn)費用比較高，與之相匹配的計算機、數(shù)碼相機、打印機、數(shù)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(shù)的發(fā)展前景

計算機繪圖CAD技術(shù)的出現(xiàn)為土木工程設(shè)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(shù)的發(fā)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(shè)計師角度

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

4.2 ?CAD技術(shù)軟件角度

定期對計算機繪圖CAD技術(shù)軟件進行更新，提升CAD技術(shù)軟件的標(biāo)準化與通用化，以確保不同軟件之間的尺寸標(biāo)注、圖形格式、軸線畫法等實現(xiàn)統(tǒng)一，這樣一來不同軟件設(shè)計成果能夠?qū)崿F(xiàn)交互使用。同時還需要提高CAD技術(shù)的智能化，以確保土木工程設(shè)計的適用性與合理性，避免出現(xiàn)設(shè)計問題而對土木工程進度、成本、質(zhì)量控制產(chǎn)生不利影響;

4.3 ?CAD技術(shù)生存環(huán)境角度

為了保證CAD技術(shù)使用過程的安全性與穩(wěn)定性，要采取措施來確保CAD技術(shù)使用環(huán)境的安全，此時就需要土木工程設(shè)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(shè)計人員還需要熟練掌握CAD技術(shù)的各項操作，避免由于錯誤操作而造成設(shè)計結(jié)果被刪除，以期更好地提高土木工程設(shè)計效果。

5 ?結(jié) ?論

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

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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(zhì)量檢測。