計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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摘要：基于巖土工程設(shè)計(jì)中CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件的多年使用經(jīng)驗(yàn)，通過依托計(jì)算機(jī)所編寫的樁位平面布置圖中樁位自動(dòng)編號(hào)小程序在CAD中的使用，文章分析了CAD在工程設(shè)計(jì)中舉足輕重的作用，引申出自動(dòng)化控制在建筑工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑工程；工程設(shè)計(jì)；高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)；自動(dòng)化控制；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

1自動(dòng)化控制概述

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，自動(dòng)化控制開始沖擊著人們的視野及現(xiàn)實(shí)生活。它應(yīng)用到社會(huì)的各行各業(yè)：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域。由于它與人們的生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系，因而發(fā)展迅猛，現(xiàn)在已成為了高新科技產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，在現(xiàn)代起到前所未有的巨大作用，使得社會(huì)生產(chǎn)率以成倍的速度飛速提高。自動(dòng)化的出現(xiàn)，使人類走上了省時(shí)省力、高效便捷之路。自動(dòng)化控制理念的引入以及電子計(jì)算機(jī)的普及，使得社會(huì)生產(chǎn)力與九十年代相比提升了一大截。何為自動(dòng)化控制？簡(jiǎn)言之就是非人工控制，即不需要人親自動(dòng)手的情況下，利用控制裝置使被控對(duì)象或過程自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)化控制體現(xiàn)在過程自動(dòng)化、機(jī)械制造自動(dòng)化、管理自動(dòng)化三方面，例如我們常涉及的電氣自動(dòng)化設(shè)備、自動(dòng)生產(chǎn)線、可編程控制及其網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)等領(lǐng)域。自動(dòng)化控制已成為現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)的條件和標(biāo)志。隨著1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC的誕生，自動(dòng)化控制加快了它的進(jìn)程，十幾年后，工業(yè)方面出現(xiàn)了自動(dòng)開關(guān)、自動(dòng)作業(yè)、數(shù)控機(jī)床、加工中心、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及之后的人工智能機(jī)器人等，開始它從機(jī)械制造向智能制造的轉(zhuǎn)變。而在建筑工程的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，應(yīng)用最廣泛的便屬計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)了。

2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概念及應(yīng)用

CAD是ComputerAidedDesign的縮寫，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，指設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)、圖形設(shè)備界面上進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。1972年10月，國(guó)際信息處理聯(lián)合會(huì)（IFIP）在荷蘭召開的“關(guān)于CAD原理的工作會(huì)議”上給出如下定義：CAD是一種技術(shù)，其中人與計(jì)算機(jī)結(jié)合為一個(gè)問題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長(zhǎng)，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應(yīng)用多學(xué)科方法的綜合性協(xié)作提供了可能。CAD功能強(qiáng)大，多個(gè)行業(yè)、領(lǐng)域均有用到。如建筑工程、裝飾設(shè)計(jì)、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、水電工程、土木施工中的工程制圖；精密零件、模具、設(shè)備的工業(yè)制圖；服裝加工中的服裝制版；電子工業(yè)中的印刷電路板設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域。它有強(qiáng)大的、開放的用戶界面，以此為平臺(tái)供用戶發(fā)揮各自專業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)。在建筑工程中，應(yīng)客戶要求，設(shè)計(jì)通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行比選；各種文字的、圖形的、數(shù)字的設(shè)計(jì)信息電子格式，都需存儲(chǔ)、修改、成圖，且能快速檢索。設(shè)計(jì)人員通常利用CAD從草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D，繁重工作由計(jì)算機(jī)輔助完成；CAD可以完成圖形的編輯、放大、縮小、平移、復(fù)制和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作，由CAD自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，便于設(shè)計(jì)人員快速作出圖形，并可及時(shí)快速修改完善。

2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例———樁位平面布置圖中樁位編號(hào)的實(shí)現(xiàn)

2011年3月河北神池房地產(chǎn)開發(fā)有限公司在河北省平山縣擬建神池商廈項(xiàng)目商業(yè)綜合樓。高層部分設(shè)計(jì)采用框剪結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)要求處理后復(fù)合地基承載力特征值fak達(dá)到430kPa；多層部分設(shè)計(jì)采用獨(dú)立基礎(chǔ)，框剪結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)要求處理后復(fù)合地基承載力特征值fak不小于400kPa。我公司承擔(dān)了該工程的地基加固處理工程設(shè)計(jì)與施工任務(wù)，設(shè)計(jì)采用素混凝土樁進(jìn)行地基處理，經(jīng)計(jì)算，確定復(fù)合地基面積置換率為9.5%，設(shè)計(jì)總樁數(shù)為2632根。設(shè)計(jì)方案需附《樁位平面布置圖》，其中每一根樁都需按順序編號(hào)，二千多根樁，我們?cè)贑AD中使用編號(hào)命令，僅用了一分鐘，從左至右，從上至下，準(zhǔn)確、快速，使設(shè)計(jì)人員從單調(diào)、重復(fù)的編號(hào)工作中解脫出來，把主要時(shí)間和精力用在設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方案、關(guān)鍵參數(shù)的思考上，快速交出用戶滿意的作品。而在該工程施工時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況及設(shè)計(jì)要求，共完成素砼樁4083根。如此大的變更，我們借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，僅用4個(gè)小時(shí)就完成了設(shè)計(jì)方案的修改。在CAD中重新布樁后僅僅一分鐘即完成了樁位的重新編號(hào)。在CAD中調(diào)用一個(gè)“count”的程序小插件即完成了此項(xiàng)編號(hào)任務(wù)，由此可見它功能的強(qiáng)大。早在上世紀(jì)九十年代，我們所畫的《樁位平面布置圖》是通過直尺、三角板、圓規(guī)等工具手工繪制的，加班熬夜也需三四天才能完成，若需修改，只能重新再畫，遠(yuǎn)不能滿足用戶需要，跟不上社會(huì)進(jìn)步的步伐；進(jìn)入二十一世紀(jì)后，計(jì)算機(jī)大范圍普及，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，運(yùn)用三、四個(gè)小時(shí)便可完成《樁位平面布置圖》的繪制，而當(dāng)時(shí)給樁位編號(hào)時(shí)所用時(shí)間視布樁多少一般在三十分鐘以內(nèi)。該小程序使CAD實(shí)現(xiàn)了《樁位平面布置圖》中樁位的半自動(dòng)編號(hào)，即人工指定編號(hào)位置，CAD自動(dòng)流水編號(hào)。雖是半自動(dòng)，但相比手工繪圖編號(hào)，已大大節(jié)省了人力。而我們現(xiàn)在所用的“count”小程序，已實(shí)現(xiàn)了編號(hào)完全自動(dòng)化，編號(hào)完成時(shí)間快到以秒計(jì)算。隨著科技進(jìn)步，外部程序的功能提高、改進(jìn)后，仍可在CAD中調(diào)用。由此可見CAD可以順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展變化，不斷提高自身以滿足用戶要求。

2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的意義

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已在建筑設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，非常普及，已到了缺之便無法工作的境地。CAD在設(shè)計(jì)領(lǐng)域已無人不知、無人不曉、無人不用。在建設(shè)過程中設(shè)計(jì)是建設(shè)的靈魂，是其必要的前期階段，施工則是人們理念、目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是實(shí)體的建設(shè)。在建筑行業(yè)，自動(dòng)化控制已成為其不可或缺的左膀右臂。

3結(jié)束語

分析表明，將自動(dòng)化控制中的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)這一強(qiáng)大工具應(yīng)用到設(shè)計(jì)工作中，會(huì)使得設(shè)計(jì)人員省時(shí)省力，修改便捷，作品準(zhǔn)確、美觀。因此我們應(yīng)重視CAD的應(yīng)用，熟練掌握該項(xiàng)技能，使其成為設(shè)計(jì)人員的必備技能，讓CAD為我所用。在現(xiàn)代社會(huì)，高質(zhì)高量高效，就代表巨大效益，而要實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，自動(dòng)化控制功不可沒。自動(dòng)化控制改變了人們的工作理念及工作方法，使我們能夠高效完成工作任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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作者：商雪格 單位：河北大地建設(shè)科技有限公司