CAD技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

胡建

摘要：隨著近些年來我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)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(yè)作為滿足我國公民日常生活的支柱型產(chǎn)業(yè)，自身的發(fā)展備受社會各界的廣泛關(guān)注，因此本文針對建筑行業(yè)中近些年來新興的鋼結(jié)構(gòu)建筑展開分析，深度剖析鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中CAD技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，并且結(jié)合市場的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)對其進(jìn)行闡述。希望能夠推動CAD技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍，使鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善，滿足現(xiàn)代建設(shè)生產(chǎn)的使用需求。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用推廣

一、CAD技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

立足于CAD技術(shù)本身進(jìn)行分析，其不過是一門計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和工程學(xué)科結(jié)合起來所形成的一種邊緣性的技術(shù)。這種科學(xué)技術(shù)在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)的時候，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供輔助性的設(shè)計(jì)，并且?guī)椭O(shè)計(jì)者整合設(shè)計(jì)所應(yīng)用的各種資源，包括模型的設(shè)計(jì)，動態(tài)圖像動畫等等。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高效率交換，并且套用標(biāo)準(zhǔn)和工具更加便捷，同時還留有和外部系統(tǒng)連接的用戶接口，這種集多種功能為一體的輔助性設(shè)計(jì)工具，對于設(shè)計(jì)者來說能夠減輕大量的負(fù)擔(dān)。經(jīng)過長時間的發(fā)展，CAD技術(shù)已經(jīng)集設(shè)計(jì)、規(guī)范、評價、修改、分析規(guī)劃與一體，形成一種功能全面的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者在CAD技術(shù)的幫助之下，能夠?qū)⒆陨淼南胂罅?，?chuàng)造力，充分地發(fā)揮出來，結(jié)合對模型和圖像的有機(jī)運(yùn)用是腦海中的畫面形成設(shè)計(jì)作品，大幅度地提高了設(shè)計(jì)的工作效率。也正因如此CAD技術(shù)經(jīng)過發(fā)展，已經(jīng)逐步成長，成為我國現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的主流趨勢，目前已經(jīng)滲透到各個行業(yè)的發(fā)展之中，在航空航天，機(jī)械生產(chǎn)，化工制造等多個設(shè)計(jì)領(lǐng)域作出了杰出的貢獻(xiàn)。

二、CAD技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

CAD技術(shù)已經(jīng)成為各行各業(yè)設(shè)計(jì)師的首要選擇，大量的現(xiàn)代設(shè)計(jì)圖紙，化工制造的部件都是通過CAD技術(shù)完成設(shè)計(jì)的。在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中，CAD技術(shù)主要經(jīng)歷了三個階段。

2.1計(jì)算機(jī)輔助分析

在這一過程中，CAD技術(shù)主要起到的是輔助分析的作用，首先要將鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)之中，利用有限元分析方法建立不同的區(qū)間，然后將其轉(zhuǎn)化為變量場景，這樣就能夠在有限個單元節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行運(yùn)算。利用這種計(jì)算機(jī)輔助分析的特性，能夠運(yùn)算鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)自身的力學(xué)性能，彈塑性分析，并且對材料進(jìn)行深度的剖析，使圖紙的科學(xué)性和可行性大幅度地提升，最終還能夠按照特殊的設(shè)計(jì)要求，形成一份完整的工程圖紙。

2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主要是將設(shè)計(jì)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(shù)進(jìn)行輔助分析和設(shè)計(jì)不再是兩項(xiàng)分開的工作而是一項(xiàng)相互結(jié)合，相互支持的整體性工作，在對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改的時候，設(shè)計(jì)師就需要對數(shù)據(jù)建模，這樣所成立的數(shù)據(jù)模型就能夠充分地考慮到其力學(xué)性能和材料的使用規(guī)范，使整個工程的設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)全面。

2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和制造，就能夠?qū)崿F(xiàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)劃的一體化，這是我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的一項(xiàng)巨大的進(jìn)程。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造集成化系統(tǒng)，就是利用了三維模型立體化技術(shù)，形成一個龐大的實(shí)驗(yàn)體，在這個過程中能夠?qū)?jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)試，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析。甚至可以根據(jù)生成的圖紙直接用于加工這些三維立體技術(shù)，能夠?qū)⒉豢梢暤乃枷朕D(zhuǎn)化為可視的模型結(jié)構(gòu)，這樣才能夠進(jìn)行后續(xù)的問題討論，然后將討論的結(jié)果反饋到模型之中進(jìn)行修改，使最終的方案更加科學(xué)

三、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1結(jié)構(gòu)分析計(jì)算

計(jì)算機(jī)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用。主要集中于數(shù)值計(jì)算和分析，或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，自然也不例外通過利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)值的計(jì)算，能夠采用數(shù)據(jù)文件的形式，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和輸出，并且實(shí)現(xiàn)短時間內(nèi)的多次高精準(zhǔn)計(jì)算，由于鋼結(jié)構(gòu)工程在設(shè)計(jì)的過程中需要經(jīng)過多次大量的計(jì)算，每一次都需要重新地輸入數(shù)值，并且對其數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，所以應(yīng)用起來較為麻煩，也極容易出錯。而CAD技術(shù)就有效地克服了這一點(diǎn)能夠直接做出數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與導(dǎo)出，節(jié)省大量的工作時間。

3.2前后處理結(jié)構(gòu)計(jì)算

為了克服數(shù)據(jù)文件經(jīng)常需要修改的弊端， CAD技術(shù)經(jīng)過長時間的發(fā)展，已經(jīng)具備了前后處理的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算軟件。這種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算軟件能夠利用人機(jī)交互的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，方法十分便捷簡單，但是這種前后處理結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的應(yīng)用范圍較為狹小，自身有著諸多的限制，僅僅適用于結(jié)構(gòu)相對規(guī)則的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)本身處于多面多空間的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，那么應(yīng)用這個程序就有著很大的局限性。

3.3結(jié)構(gòu)CAD

在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)利用結(jié)構(gòu)CAD進(jìn)行成品的展示十分便捷，最終的效果也極其理想。設(shè)計(jì)者可以通過這一手段將自身的所思所想，直觀地表現(xiàn)在最終的數(shù)據(jù)模型之上，而客戶也能夠通過結(jié)構(gòu)模型感受設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)風(fēng)格和設(shè)計(jì)理念，同時還能夠有針對性的提出自身的見解和意見，設(shè)計(jì)者只需要稍做修改，就能夠?qū)⒖蛻舻南敕ū憩F(xiàn)在結(jié)構(gòu)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(dāng)然在這一過程中需要進(jìn)行大量的準(zhǔn)備工作，例如圖紙顯示動態(tài)效果以及各種規(guī)范的使用。但是這些都推動著我國CAD技術(shù)的快速發(fā)展。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國CAD技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都加快了對其應(yīng)用的步伐，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自然也不例外，通過CAD技術(shù)應(yīng)用的不斷深化，強(qiáng)化其系統(tǒng)功能，提高設(shè)計(jì)效率，能夠?yàn)槲覈ㄖ袠I(yè)的穩(wěn)定發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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