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摘要:随着计算机技术的迅速发展，CAD技术在土木工程的应用日益广泛，涉及到规划．设计．施工和维护管理各个行业。它以简单、快捷、存储方便等优点承担着不可替代的重要作用，然而其大量的应用及技术的成熟，一些缺点也显露出来，本文侧重于CAD技术在土木工程设计中的应用和优劣点进行简单探讨。
关键词：C A D技术土木工程发展与应用
中图分类号：S969.1文献标识码：A文章编号：
1 CAD技术在土木行业中的应用
随着C A D 技术的不断发展和更新, 其覆盖的工作领域也不断地扩大。在土木工程中C A D 技术是发展最快的技术之一，现在的C A D 技术已经应用到土木工程的规划、设计、施工和维护管理的各个阶段，使用C A D 水平已成为企业技术水平的象征，也是对外竞争的重要手段。
1.1 在规划中应用
对于任何土木工程项目，规划工作都是十分重要，都需要考虑社会经济、自然和生活环境等因素，任何一项规划都是一项决策。对于这一阶段的C A D 系统主要有三类，第一类是规划信息的存储和查询系统，例如土质数据系统、地域信息系统、地理信息系统、城市政策信息系统等，该类系统多采用数据库系统的形式；第二类为信息分析系统， 例如规划信息分析系统等； 第三类为规划的辅助表现及制作系统，例如景观表现系统、交通规划辅助系统等
1.2 在设计中应用
一般土木建筑结构的设计都包含结构形式的选定、形状尺寸的假设模型化、结构分析、验算、图面绘制、材料计算等过程。C A D 技术在土木建筑中最早就是应用在结构设计中的，所以有关设计C A D 系统的历史较长，发展也比较成熟。
1.3 在施工中运用
土木建筑工程施工包含投标报价→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，C A D 技术在每个过程中均有应用。我国已经出现了投标报价与合同管理、工程项目管理、网络计划、质量与全的评价与分析、劳动人事工资、材料物资、机械设备、财务会计和行政管理、施工图的绘制等系统。由于C A D 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。
1.4 在维护管理中应用
土木建筑物在使用期内会出现老化、功能下降等，因此对其必须进行适当的维护和管理，一般包括定期检查、维修和加固等。C A D 技术在维护管理中最早的应用是煤气、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，例如管线的材质、管径、埋深等，这样的系統无疑对管路的分析、检查等提供了极大的方便。近年来，出现了以数据库为中心的道路设施维护管理C A D 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。
2. CAD在土木设计图中表现出的优势
2.1绘图劳动强度降低，图纸保持清洁、美观。传统的手工绘图法需要设计人员经常性更换十几种绘图工具。一旦画错，就要在图面上修修补补，破坏图面的整洁性。而CAD制图，只要配齐了电脑，安装好绘图软件、打印机或绘图仪，鼠标轻轻移动就可以完成心中设计的图形。同时，软件本身还可以提供UNDO限制防错功能，让工程设计师们制图事倍功半。更有甚者，软件还可以为每个设计人员的独特的表达方式、思维模式和绘图习惯，提供广阔的空间，只要充分使用参数化绘图工具就可达成。
2.2提高设计工作效率
土木设计过程一般经过提条件、方案设计、初步设计、施工图设计。各工种之间的配合默契与否，条件与方案改变大小都直接影响着制图的速度。传统的手工制图方式下，各阶段各工种之间的不同设计成果要分时制作；在CAD制图中，实现了各工种间的图纸资料互换，即使方案有所调整，设计人员只需在原有的设计图纸上加以调整，从而减少大量重复劳动，提高了工作效率。
2.3增强计算功能，提高精确度
土木工程设计不同于其他领域的设计，它需要正确无误地计算出裂缝宽度、挠度、承载力、配筋面积。而且在实际工程中，要先符合设计规范地对各个结构构件如梁、板所承受的各种外部荷载，再根据《混凝土结构设计规范》规定进行计算和调整，如果计算数值稍有偏差或参数取值不符合规范要求，便会造成设计出的产品不合设计规范、不经济，严重的还会造成人民生命、财产的巨大的损失。
2.4提供动态的检验效果
结构的板、梁、柱、墙的设计要考虑其他专业的相容性、相配性。如管道、设备不能和梁、柱相碰等。从实践中可知道任何工程都可以从形态上拆分为圆柱体、斜圆柱体、圆锥、圆台、斜圆台、球体、球冠体、圆形断面环体、矩形断面环体以及多面体等基本形体。为此，CAD制图中，可以在真色彩、真三维、光照的情况下，按物体的运动轨迹构造出一个虚拟的实体，在房屋中实时漫游，检查虚拟的实体与管道、设备、墙、梁、柱、门、窗等物体不发生碰撞，预先感受结构的空间效果，以便在发现 问题 的地方仔细端详、修改，直至满意为止。这给了工程设计师在设计工程提供非常有益的帮助。
3.CAD技术出现的劣势
CAD技术在给土木设计业带来巨大效益的同时，其劣势也随之发挥作用，也不可避免地滞缓了其发展，具体表现如下：
3.1CAD技术促使土木设计领域中人、财、物浪费加剧
CAD技术需要相关的软件，运转速度较快的电脑以及熟练掌握电脑的设计师、 网络 维修人员等。购买任何正版的工程建筑软件都要花费1~2万元。设计师们还要开展专门培训工作，总之，备齐所需的人力和财力则价值不菲。同时，在使用过程，设计师们只能看到面前的一处图纸，而土木工程设计是一个系统工程，只看到一处图纸是远远不够的，它需要一整套图纸打印后才能看清楚。电脑图纸需要经过输出后才能实现审核、修改、再审核、再修改直至正式出图，增加了单位成本和 社会 成本。
3.2工种配合默契与否及信息传递的速度影响工作效率
众所周知，土木工程设计是一个系统工程，它涉及到许多专业和步骤。每个设计师在设计任何图纸时不仅要考虑自身设计的合理性，还要考虑与本专业和其他专业设计人员设计上的协调性。完整的土木工程设计流程从合同签定起点经过测量数据、地质调查数据、设计说明、打印图纸、施工管理计划等步骤，其所需的数据量是非常大。任何数据变动，就会造成设计方案的变化。所以在动手设计前，要根据现况、地质、道路、建筑物、生产设施的关系进行规划、设计、施工、使用和管理。而地质、地物、道路的考察由建设单位来进行，生产设施之间的配合关系论证由勘察设计院来进行，大量数据的整理、交换、组合都需要时间。任何环节的阻塞和停滞都会影响完成工作效率。
3.3缺乏统一的智能化结构设计软件
目前 的专业软件，如PKPM软件，大多数只停留在二维基础上，充其量只是个绘图工具，缺乏智能化。智能化结构软件不仅体现三维立体图镜像，而且能自动执行相应的规范，设计所需参数取值不但要在 经济 范围内，还要便于施工。如中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部和新加坡建屋发展局开发的整理BEAM CAGE软件，是按英国规范完成的钢筋混凝土梁的配筋、选筋、挠度的 计算 、施工图生成等一系列功能，虽然该软件自动化程度高，出图质量好，但毕竟是基于英国规范的基础上。而在国内流行的工程智能化设计软件如PKPM设计软件，它还需要设计师们调整梁、板、柱的配筋，尤其是柱的配筋，PKPM软件自动生成的顶层柱配筋常常因为屋面梁传递来的弯矩比较大，配筋也较大，而下层由于梁传递来的弯矩较小，配筋也较小，形成大柱种在小柱上。这需要设计工程师进行人工调整。还有按照规范规定，同一构件中钢筋的型号差别不宜大于两个级别，也就是说在一个构件中如果使用了直径为16的钢筋，那就不能使用直径为22以上的钢筋。但是在软件自动出图中常常会出现直径为14的钢筋和直径为22的钢筋一起使用的现象，这也要进行人工调整。以上说明我们还缺乏统一的智能化结构设计软件。
4.结束语
CAD的使用提高了土木设计中的高效率，高质量和高水平，同时也显示了不完善的方面。因此，设计师们在设计过程中总结经验，注意CAD克服负方面的影响，努力提高自身计算机知识和对土建规范的使用，促使CAD的健康发展。
参考文献：
［1］吴银柱，吴丽萍. 土建工程CAD[M].高等教育出版社，2006.
［2］张志远，金新阳，陈岱林.基于英国规范的混凝土梁CAD系统的研制[J].建筑科学,20（,12）.
［3］GB50010-2002.混凝土结构设计规范[S].中国建筑 工业 出版社,2002.
关键词：C A D技术土木工程发展与应用
中图分类号：S969.1文献标识码：A文章编号：
1 CAD技术在土木行业中的应用
随着C A D 技术的不断发展和更新, 其覆盖的工作领域也不断地扩大。在土木工程中C A D 技术是发展最快的技术之一，现在的C A D 技术已经应用到土木工程的规划、设计、施工和维护管理的各个阶段，使用C A D 水平已成为企业技术水平的象征，也是对外竞争的重要手段。
1.1 在规划中应用
对于任何土木工程项目，规划工作都是十分重要，都需要考虑社会经济、自然和生活环境等因素，任何一项规划都是一项决策。对于这一阶段的C A D 系统主要有三类，第一类是规划信息的存储和查询系统，例如土质数据系统、地域信息系统、地理信息系统、城市政策信息系统等，该类系统多采用数据库系统的形式；第二类为信息分析系统， 例如规划信息分析系统等； 第三类为规划的辅助表现及制作系统，例如景观表现系统、交通规划辅助系统等
1.2 在设计中应用
一般土木建筑结构的设计都包含结构形式的选定、形状尺寸的假设模型化、结构分析、验算、图面绘制、材料计算等过程。C A D 技术在土木建筑中最早就是应用在结构设计中的，所以有关设计C A D 系统的历史较长，发展也比较成熟。
1.3 在施工中运用
土木建筑工程施工包含投标报价→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，C A D 技术在每个过程中均有应用。我国已经出现了投标报价与合同管理、工程项目管理、网络计划、质量与全的评价与分析、劳动人事工资、材料物资、机械设备、财务会计和行政管理、施工图的绘制等系统。由于C A D 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。
1.4 在维护管理中应用
土木建筑物在使用期内会出现老化、功能下降等，因此对其必须进行适当的维护和管理，一般包括定期检查、维修和加固等。C A D 技术在维护管理中最早的应用是煤气、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，例如管线的材质、管径、埋深等，这样的系統无疑对管路的分析、检查等提供了极大的方便。近年来，出现了以数据库为中心的道路设施维护管理C A D 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。
2. CAD在土木设计图中表现出的优势
2.1绘图劳动强度降低，图纸保持清洁、美观。传统的手工绘图法需要设计人员经常性更换十几种绘图工具。一旦画错，就要在图面上修修补补，破坏图面的整洁性。而CAD制图，只要配齐了电脑，安装好绘图软件、打印机或绘图仪，鼠标轻轻移动就可以完成心中设计的图形。同时，软件本身还可以提供UNDO限制防错功能，让工程设计师们制图事倍功半。更有甚者，软件还可以为每个设计人员的独特的表达方式、思维模式和绘图习惯，提供广阔的空间，只要充分使用参数化绘图工具就可达成。
2.2提高设计工作效率
土木设计过程一般经过提条件、方案设计、初步设计、施工图设计。各工种之间的配合默契与否，条件与方案改变大小都直接影响着制图的速度。传统的手工制图方式下，各阶段各工种之间的不同设计成果要分时制作；在CAD制图中，实现了各工种间的图纸资料互换，即使方案有所调整，设计人员只需在原有的设计图纸上加以调整，从而减少大量重复劳动，提高了工作效率。
2.3增强计算功能，提高精确度
土木工程设计不同于其他领域的设计，它需要正确无误地计算出裂缝宽度、挠度、承载力、配筋面积。而且在实际工程中，要先符合设计规范地对各个结构构件如梁、板所承受的各种外部荷载，再根据《混凝土结构设计规范》规定进行计算和调整，如果计算数值稍有偏差或参数取值不符合规范要求，便会造成设计出的产品不合设计规范、不经济，严重的还会造成人民生命、财产的巨大的损失。
2.4提供动态的检验效果
结构的板、梁、柱、墙的设计要考虑其他专业的相容性、相配性。如管道、设备不能和梁、柱相碰等。从实践中可知道任何工程都可以从形态上拆分为圆柱体、斜圆柱体、圆锥、圆台、斜圆台、球体、球冠体、圆形断面环体、矩形断面环体以及多面体等基本形体。为此，CAD制图中，可以在真色彩、真三维、光照的情况下，按物体的运动轨迹构造出一个虚拟的实体，在房屋中实时漫游，检查虚拟的实体与管道、设备、墙、梁、柱、门、窗等物体不发生碰撞，预先感受结构的空间效果，以便在发现 问题 的地方仔细端详、修改，直至满意为止。这给了工程设计师在设计工程提供非常有益的帮助。
3.CAD技术出现的劣势
CAD技术在给土木设计业带来巨大效益的同时，其劣势也随之发挥作用，也不可避免地滞缓了其发展，具体表现如下：
3.1CAD技术促使土木设计领域中人、财、物浪费加剧
CAD技术需要相关的软件，运转速度较快的电脑以及熟练掌握电脑的设计师、 网络 维修人员等。购买任何正版的工程建筑软件都要花费1~2万元。设计师们还要开展专门培训工作，总之，备齐所需的人力和财力则价值不菲。同时，在使用过程，设计师们只能看到面前的一处图纸，而土木工程设计是一个系统工程，只看到一处图纸是远远不够的，它需要一整套图纸打印后才能看清楚。电脑图纸需要经过输出后才能实现审核、修改、再审核、再修改直至正式出图，增加了单位成本和 社会 成本。
3.2工种配合默契与否及信息传递的速度影响工作效率
众所周知，土木工程设计是一个系统工程，它涉及到许多专业和步骤。每个设计师在设计任何图纸时不仅要考虑自身设计的合理性，还要考虑与本专业和其他专业设计人员设计上的协调性。完整的土木工程设计流程从合同签定起点经过测量数据、地质调查数据、设计说明、打印图纸、施工管理计划等步骤，其所需的数据量是非常大。任何数据变动，就会造成设计方案的变化。所以在动手设计前，要根据现况、地质、道路、建筑物、生产设施的关系进行规划、设计、施工、使用和管理。而地质、地物、道路的考察由建设单位来进行，生产设施之间的配合关系论证由勘察设计院来进行，大量数据的整理、交换、组合都需要时间。任何环节的阻塞和停滞都会影响完成工作效率。
3.3缺乏统一的智能化结构设计软件
目前 的专业软件，如PKPM软件，大多数只停留在二维基础上，充其量只是个绘图工具，缺乏智能化。智能化结构软件不仅体现三维立体图镜像，而且能自动执行相应的规范，设计所需参数取值不但要在 经济 范围内，还要便于施工。如中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部和新加坡建屋发展局开发的整理BEAM CAGE软件，是按英国规范完成的钢筋混凝土梁的配筋、选筋、挠度的 计算 、施工图生成等一系列功能，虽然该软件自动化程度高，出图质量好，但毕竟是基于英国规范的基础上。而在国内流行的工程智能化设计软件如PKPM设计软件，它还需要设计师们调整梁、板、柱的配筋，尤其是柱的配筋，PKPM软件自动生成的顶层柱配筋常常因为屋面梁传递来的弯矩比较大，配筋也较大，而下层由于梁传递来的弯矩较小，配筋也较小，形成大柱种在小柱上。这需要设计工程师进行人工调整。还有按照规范规定，同一构件中钢筋的型号差别不宜大于两个级别，也就是说在一个构件中如果使用了直径为16的钢筋，那就不能使用直径为22以上的钢筋。但是在软件自动出图中常常会出现直径为14的钢筋和直径为22的钢筋一起使用的现象，这也要进行人工调整。以上说明我们还缺乏统一的智能化结构设计软件。
4.结束语
CAD的使用提高了土木设计中的高效率，高质量和高水平，同时也显示了不完善的方面。因此，设计师们在设计过程中总结经验，注意CAD克服负方面的影响，努力提高自身计算机知识和对土建规范的使用，促使CAD的健康发展。
参考文献：
［1］吴银柱，吴丽萍. 土建工程CAD[M].高等教育出版社，2006.
［2］张志远，金新阳，陈岱林.基于英国规范的混凝土梁CAD系统的研制[J].建筑科学,20（,12）.
［3］GB50010-2002.混凝土结构设计规范[S].中国建筑 工业 出版社,2002.