CAD技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

關(guān)偉龍

摘?要：CAD技術(shù)能夠為建筑結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)的質(zhì)量提供有力保障，在實際設計環(huán)節(jié)，應當根據(jù)CAD技術(shù)特性以及建筑設計實際需求去編制科學合理的CAD技術(shù)應用方案。本文首先介紹了我國所廣泛應用的兩種CAD結(jié)構(gòu)設計系統(tǒng)，并說出了兩者的優(yōu)勢與缺陷，然后對兩者使用現(xiàn)狀予以分析研究，找出了我國CAD結(jié)構(gòu)設計系統(tǒng)具備的問題與漏洞，最后提出了相應的解決策略。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);建筑結(jié)構(gòu)設計;應用

近些年，CAD技術(shù)也就是計算機輔助設計，已經(jīng)在建筑結(jié)構(gòu)設計中得到了廣泛應用與大力推廣，其促進了我國建筑工程設計行業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。當前所存在的結(jié)構(gòu)設計軟件經(jīng)過建設部認定和推廣應用的有很多，特點都大不相同，且每個軟件都存有一些問題與漏洞。所以，需要對其應用現(xiàn)狀進行全面分析總結(jié)，找出其存在問題，然后對其實施合理有效措施予以妥善解決。

1?國內(nèi)應用較為廣泛的結(jié)構(gòu)設計軟件介紹

1.1?PKPM系列

該系列結(jié)構(gòu)設計繪圖軟件的語言編寫程序為FOR TRAN，繪圖支持軟件是AU TOCAD。PKPM系列結(jié)構(gòu)設計繪圖軟件的優(yōu)勢有：其不僅能夠接連運轉(zhuǎn)，而且也能夠單獨操作，應用十分方便簡捷，只要是具備最基礎的CAD知識或者是擁有些許結(jié)構(gòu)知識、經(jīng)驗的人都可以對其進行使用^[1]。PKPM系列所具備的人機交互性能以及繪圖性能，還有適應能力較強的前后處理功能，能夠完成由分析結(jié)構(gòu)至繪制施工設計圖紙的整個過程。缺點就是，尺寸標注、梁柱斷面圖過多，而且無法用人工進行適當調(diào)節(jié)，計算結(jié)果與其他系統(tǒng)相比也更加精確。

1.2?TBACCA系列

該系列建筑工程輔助設計系統(tǒng)軟件，是由我國北京建筑工程設計軟件研究機構(gòu)所開發(fā)的，其主要應用軟件有5種，分別是：①TBSACAD多層、高層建筑結(jié)構(gòu)輔助設計程序;②TBTS多層、高層建筑結(jié)構(gòu)空間分析程序;③TBFECAD輔助地基設計系統(tǒng);④TBLBLTCAD梁板樓梯輔助設計系統(tǒng);⑤TBSSCAD鋼桁架輔助系統(tǒng)。

除此之外，此系統(tǒng)還包含城市規(guī)劃、水、電、氣、暖、建筑等專業(yè)化軟件。此批軟件具備編制緊湊、操作方便、適用領域?qū)挿旱忍攸c，并且也能夠完成從分析結(jié)構(gòu)至繪制施工設計圖紙的整個過程。然而其無法對多塔樓結(jié)構(gòu)予以計算，并且在計算現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)時，由于沒有對樓板、梁抗扭剛度兩者之間的關(guān)聯(lián)與影響予以全面考慮，因此所得出計算結(jié)果與標準抗扭需求嚴重不符。

將上述兩種軟件進行對比之后，發(fā)現(xiàn)無法確切指出誰能夠更勝一籌，然而PKPM系列軟件應用相對來說更加廣泛。其中CAD工作流程如下圖1所示：

2?結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)所出現(xiàn)的各種問題和解決方式

2.1?部分軟件操作復雜，需要進行多次修改

目前部分軟件在實際使用時比較繁雜困難，使用者要想熟練掌握具備較大難度，并且繪制出來的圖紙質(zhì)量也較低，這就導致設計人員要對所繪制的圖紙予以整改，令其能夠充分滿足施工設計標準需求。由于目前大多數(shù)軟件系統(tǒng)都是將AUTOCAD軟件平臺作為基礎的，因此如果設計人員未曾充分掌握CAD技巧，那么在后期修改編輯圖形時會有很大阻礙。

2.2?國內(nèi)設計軟件單機版過多，導致資源出現(xiàn)嚴重浪費

各大設計機構(gòu)中不同工作人員在使用同一款設計軟件時需要重復對其進行購買，但是因為設計軟件成本造價普遍較高，這導致設計機構(gòu)會為此而投入大量資金，同時也對計算機輔助設計的普及使用產(chǎn)生了很大的負面影響，因此建設網(wǎng)絡CAD系統(tǒng)刻不容緩。隨著計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機網(wǎng)絡逐漸應用到了各個領域，尤其是建筑設計行業(yè)，其具備資源共享性、信息傳輸快等諸多優(yōu)勢。計算機網(wǎng)絡技術(shù)主要是對通訊設備以及各種線路予以充分利用，使其將處在不同地區(qū)、不同功能用途的計算機進行相互連接，使其構(gòu)成一張龐大的計算機網(wǎng)，讓其對網(wǎng)絡中軟件資源、硬件資源予以共享并相互傳輸。設計機構(gòu)只要建設網(wǎng)絡系統(tǒng)，此后全部設計工作人員只需要使用一套設計軟件就可以了，也不用再多次反復對設計軟件進行購買，節(jié)省了極大成本。

2.3?相應解決策略

第一，將概念設計作為主導，結(jié)合建筑物的用途、層數(shù)以及結(jié)構(gòu)本身受力特性等去應用最為合理的結(jié)構(gòu)體系，比如：剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)以及框剪等。第二，對該程序的基本假定、適用區(qū)域等予以充分了解，并按照工程的不同屬性去選取與其相對應的模型予以準確分析核算^[2]。在社會的不斷發(fā)展與進步下，建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)逐漸趨于多元化，建筑平面部署和縱向體型也更加復雜，對此，設計人員的思維方式也應當不斷創(chuàng)新。多塔樓、錯層、樓板形狀特殊或者開大洞，會對樓板的剛度產(chǎn)生不利影響，從而使其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)沿縱向剛度得到改變，部分結(jié)構(gòu)具備一定的特殊性質(zhì)，且通常是沒有樓板或者局部沒有樓板的，此時各個節(jié)點之間也不再有線性相關(guān)的聯(lián)系，在對其結(jié)構(gòu)予以分析的過程中也不應當再根據(jù)剛性樓板特性進行分析，而程序的選取與使用是最重要的。最后是要科學合理的選擇軟件。如果建筑物是高層結(jié)構(gòu)，那么在對其結(jié)構(gòu)進行分析時，可選用薄壁桿件模型、殼元模型等三維立體空間軟件。此外，設計師也需要結(jié)合工程受力特點和結(jié)構(gòu)形式去選擇合適高效的力學模型分析軟件。

3?結(jié)語

隨著建筑CAD技術(shù)的廣泛應用與大力推廣，建筑工程設計人員已經(jīng)徹底脫離使用手工去繪制圖紙的傳統(tǒng)方式，但是這只是建筑結(jié)構(gòu)設計成長的第一步，為了與發(fā)達國家的設計水平持平，一定要充分使其向網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化、規(guī)范化方向前進，從而加強建筑工程的綜合水平與效益。

參考文獻：

[1]陜晉軍.基于建筑設計中CAD技術(shù)應用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（11）：52-53.

[2]李珂劼.CAD技術(shù)在建筑室內(nèi)設計中的應用[J].信息記錄材料，2020，21（05）：97-98.