CAD在土木工程領(lǐng)域中的發(fā)展和應(yīng)用

呂建祥

（西安市長安區(qū)水利工作隊(duì)，西安 710100）

1 引言

隨著我國社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，土木工程行業(yè)得以快速發(fā)展，而CAD技術(shù)是一種新型的科學(xué)技術(shù)，其在土木工程項(xiàng)目中的應(yīng)用非常廣泛，并且應(yīng)用前景良好，能夠有效提升施工企業(yè)的建設(shè)水平。

2 CAD技術(shù)在土木工程中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 CAD技術(shù)在土木工程中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

第一，就簡化繪圖作業(yè)量而言，傳統(tǒng)的土木工程繪圖設(shè)計(jì)工作量比較大，其要求高、效率低。在土木工程項(xiàng)目中應(yīng)用CAD技術(shù)展開制圖的時(shí)候，僅僅需要在計(jì)算機(jī)上安裝上繪圖相應(yīng)的軟件與打印機(jī)便能夠展開繪圖作業(yè)。使用CAD技術(shù)可以對(duì)圖紙繪制過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)更改，進(jìn)而為制圖辦法展開保障。與此同時(shí)，應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠有效改變繪圖的分散性，并且CAD軟件中有非常豐富的圖庫，能夠隨時(shí)進(jìn)行取用，可以重復(fù)進(jìn)行使用，有效提高了土木工程繪圖的質(zhì)量與效率，和傳統(tǒng)繪圖情況進(jìn)行對(duì)比具備明顯的優(yōu)勢。在我國土木工程項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)的過程中，對(duì)承載能力以及縫隙寬度等方面的要求越來越嚴(yán)格，如若選擇的參數(shù)不合理，在土木工程實(shí)際施工的過程中便會(huì)出現(xiàn)浪費(fèi)資源以及安全事故等，導(dǎo)致投資的成本增加。

第二，就快速分析數(shù)據(jù)而言，在土木工程項(xiàng)目具體建設(shè)的過程中，應(yīng)該重視章程的規(guī)范性，在土木工程項(xiàng)目領(lǐng)域有效應(yīng)用CAD技術(shù)，可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的處理與分析，做好合理正確的計(jì)算，進(jìn)而得出相應(yīng)的結(jié)果，這是使用傳統(tǒng)繪圖辦法所沒有辦法實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的繪圖資料非常容易被人為保存以及外部環(huán)境等方面的影響，導(dǎo)致土木工程項(xiàng)目的建設(shè)過程中依然存有一定損失，對(duì)CAD技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，能夠在軟盤與硬盤中直接進(jìn)行儲(chǔ)存，防止土木工程的資料出現(xiàn)損失，其得以保存的時(shí)間比較長且質(zhì)量高，便于查閱以及管理。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國土木工程的施工技術(shù)得以快速發(fā)展，使得更多的新型施工技術(shù)崛起，更加彰顯了CAD技術(shù)的主要作用。

第三，就提高圖像質(zhì)感而言，在土木工程項(xiàng)目中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠有效提高繪圖的成效以及圖像的質(zhì)感，在最大的程度上展現(xiàn)出建筑物的實(shí)際效果，進(jìn)而為繪圖作業(yè)提供便利。與此同時(shí)，在土木工程項(xiàng)目實(shí)際施工的過程中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠快速識(shí)圖，便于根據(jù)繪圖進(jìn)行施工，讓其設(shè)計(jì)結(jié)果更加可靠與真實(shí)[1]。

2.2 CAD技術(shù)在土木工程中應(yīng)用的缺點(diǎn)

第一，就繪圖方面的局限性而言，在土木工程繪圖設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)用CAD技術(shù)，主要是經(jīng)過計(jì)算機(jī)對(duì)工作過程與最后的結(jié)果進(jìn)行觀察，通常情況下，計(jì)算機(jī)屏幕的尺寸并不大，表明設(shè)計(jì)人員在圖表設(shè)計(jì)與修改過程中有一定的限制性，進(jìn)而對(duì)土木工程的設(shè)計(jì)圖表產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，十分容易造成土木工程的整體比例出現(xiàn)失調(diào)的情況。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件具備一定程度上的機(jī)械性，大部分會(huì)限制設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)意靈感?，F(xiàn)階段，某些設(shè)計(jì)人員過于依靠CAD技術(shù)，讓土木工程項(xiàng)目的建設(shè)變成固定性機(jī)械作業(yè)，其設(shè)計(jì)工業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化造成圖紙的一致性，缺少個(gè)性化特征，讓土木工程建筑物成為了簡單的商品，這并不利于我國土木工程的健康可持續(xù)發(fā)展。

第二，就投入高而言，CAD技術(shù)的手段較為復(fù)雜，并且科技含量比較高，對(duì)物力與人力等方面的投入要求比較高，容易出現(xiàn)浪費(fèi)資源的現(xiàn)象，提高了建筑企業(yè)的成本支出。現(xiàn)階段，土木工程相關(guān)的建筑軟件價(jià)格都比較高昂，學(xué)習(xí)費(fèi)用也比較高，與此同時(shí)，在土木工程項(xiàng)目中應(yīng)用CAD技術(shù)，還需要配備打印機(jī)、數(shù)字儀表以及相機(jī)等設(shè)備，對(duì)于CAD軟件來說，需要定期進(jìn)行更新以及升級(jí)，需要投入更多的資金。

第三，就缺少智能化而言，現(xiàn)階段，在土木工程項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用CAD技術(shù)，主要是在二維的前提下展開作業(yè)，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中只是當(dāng)做一種工具，缺少相應(yīng)的智能性，沒有辦法實(shí)現(xiàn)三維立體圖的建設(shè)，無法實(shí)現(xiàn)其價(jià)值以及實(shí)際的施工成效。我國缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的CAD智能軟件，造成土木工程的圖表能夠通過設(shè)計(jì)人員的調(diào)整與修改之后，才能夠進(jìn)行應(yīng)用，要想有效轉(zhuǎn)變這樣的情況，需要相關(guān)的部門以及設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)研究與實(shí)踐活動(dòng)。

3 CAD在土木工程領(lǐng)域中的應(yīng)用策略

3.1 規(guī)劃過程中的應(yīng)用

對(duì)于一個(gè)工程項(xiàng)目來說，規(guī)劃作業(yè)非常重要。對(duì)土木工程進(jìn)行規(guī)劃需要對(duì)多樣性的因素進(jìn)行考慮。例如，交通、經(jīng)濟(jì)以及土地利用等社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的因素，地理、氣候以及水文等自然生態(tài)方面的因素，綠化與噪聲等實(shí)際環(huán)境方面的因素。相應(yīng)的CAD系統(tǒng)分成三大類，第一類是相關(guān)信息規(guī)劃、查詢以及儲(chǔ)存的系統(tǒng)，其主要使用數(shù)據(jù)庫的方式；第二類是分析信息的系統(tǒng)，比如信息規(guī)劃以及分析的相關(guān)系統(tǒng)等；第三類是制定規(guī)劃的系統(tǒng)，比如景觀系統(tǒng)、交通系統(tǒng)等。

3.2 設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用

一般情況下，土木工程的設(shè)計(jì)主要包括選擇形式、分析結(jié)構(gòu)以及核算材料等方面。CAD技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在土木工程建設(shè)過程中，最開始主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是選擇建筑結(jié)構(gòu)，有效優(yōu)化布置結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)圖紙進(jìn)行繪制。在土木工程實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，最為重要的問題便是明確計(jì)算的模式。因?yàn)榻ㄖ锸菍?shí)體的事物，大部分條件都不是理想的，需要對(duì)具體情況進(jìn)行考慮，進(jìn)而選擇差異性的計(jì)算辦法。通常情況下，應(yīng)該讓計(jì)算手段更加接近具體情況，這樣如果計(jì)算手段較為復(fù)雜，其工作量也會(huì)非常多。所以在計(jì)算機(jī)技術(shù)沒有得以發(fā)展的時(shí)候，都是依照經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行受力研究，進(jìn)而簡化了計(jì)算的辦法，把空間受力轉(zhuǎn)變成平面受力，把動(dòng)力現(xiàn)象轉(zhuǎn)變成靜力現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增加設(shè)計(jì)的目標(biāo)。在我國土木工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，會(huì)讓復(fù)雜的計(jì)算變得簡單，其設(shè)計(jì)也會(huì)更加簡便，讓計(jì)算的結(jié)構(gòu)可以真實(shí)反映出具體情況。計(jì)算機(jī)只是工具，因?yàn)橥聊竟こ套陨砭邆湟欢ǖ姆彪s性，對(duì)于某些問題來說，主要依賴工程師的有效且靈活使用。這就需要科學(xué)研究人員對(duì)受力機(jī)理進(jìn)行研究，并且使用有效且可靠的辦法展開設(shè)計(jì)[2]。

3.3 施工過程中的應(yīng)用

CAD技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在土木工程實(shí)際施工的各個(gè)過程中，例如，施工調(diào)查、調(diào)配人員以及工程驗(yàn)收等。我國現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃、設(shè)施設(shè)備以及繪制圖紙等系統(tǒng)。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)土木工程計(jì)劃圖進(jìn)行編制已經(jīng)變成了參與投標(biāo)的主要條件。因?yàn)镃AD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，全面提升了施工企業(yè)的管理能力與施工質(zhì)量。當(dāng)前國外已經(jīng)研發(fā)除了某些建筑物的整合性施工系統(tǒng)。例如，隧道系統(tǒng)包含了設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、繪制圖紙子系統(tǒng)以及制作設(shè)計(jì)書子系統(tǒng)等。

3.4 維護(hù)管理過程中的應(yīng)用

在土木建筑使用的過程中會(huì)發(fā)生功能降低與老化等情況，所以應(yīng)該加強(qiáng)維護(hù)與管理作業(yè)，通常情況下，應(yīng)該進(jìn)行定期的檢查以及維修。在土木工程項(xiàng)目維護(hù)與管理的過程中應(yīng)用CAD技術(shù)，主要體現(xiàn)在媒體與水管線圖中，其可以對(duì)管路進(jìn)行分析與檢查?，F(xiàn)階段，土木工程中已經(jīng)擁有把數(shù)據(jù)庫當(dāng)做核心的CAD系統(tǒng)，此系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面對(duì)定期檢查的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行檢查，另一方面使用輔助維修以及規(guī)劃設(shè)計(jì)辦法。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、掃描技術(shù)以及軟件技術(shù)越來越完善以及成熟，讓土木工程設(shè)計(jì)人員拋棄圖版與圖紙，向著CAD技術(shù)的高目標(biāo)進(jìn)行發(fā)展，要求設(shè)計(jì)企業(yè)在調(diào)用資料、審核以及存檔等多個(gè)方面都在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)。隨著多媒體技術(shù)與CAD技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，在土木工程領(lǐng)域中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠得到不斷發(fā)展[3]。

4 結(jié)語

總而言之，在土木工程領(lǐng)域中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠有效提升土木工程設(shè)計(jì)的水平與質(zhì)量，與此同時(shí)，也展現(xiàn)了其不完善的地方。因此,設(shè)計(jì)人員在CAD技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)該重視經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，不斷提升自身的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)素養(yǎng)，嚴(yán)格根據(jù)土木工程建造的規(guī)范，最終推動(dòng)基于CAD技術(shù)土木工程的健康可持續(xù)發(fā)展。