清華大學土木工程CAD技術(shù)基礎

1土木工程系防災減災研究所馬智亮TEL6277.3543E-MAILmazl@土木工程CAD技術(shù)基礎

FundamentalsofCivilEngineeringCADTechnology2第1章 引言 1.1CAD的基本概念

1.2CAD的目的和意義

1.3CAD的發(fā)展及應用領域

1.4CAD在土木工程中的應用

1.5本課程的任務及學習方法31.1CAD的基本概念1.1.1CAD的概念

CAD：ComputerAidedDesign

即計算機輔助設計 是綜合應用計算機及相關(guān)技術(shù)輔助人們進行工程和產(chǎn)品設計的技術(shù)4CAD技術(shù)的廣泛性除了花草樹木這些自然景物，從茶杯到桌子、建筑、公路、橋梁、火車……所有跟普通人生活息息相關(guān)的物品和工程設施，都需要設計5CAD技術(shù)的核心用計算機表現(xiàn)設計成果：物體形狀、屬性－>設計圖－>關(guān)鍵：用計算機處理圖形6土木工程CAD

土木工程CAD即關(guān)于土木工程的CAD本課程主要關(guān)注建筑工程結(jié)構(gòu)專業(yè)CAD

（簡稱：建筑結(jié)構(gòu)CAD） 71.1.2CAD的理論基礎

1.

計算機圖形學（CG,ComputerGraphics）研究如何以圖形或符號的形式，通過計算機生成、修改或顯示數(shù)據(jù)的學科。

2.

計算機繪圖（ComputerAidedDrafting）計算機圖形學涉及工程圖繪制的一個分支，是用計算機繪制工程圖的技術(shù)。

3.

有限元方法（FEM,FiniteElementMethod）一種數(shù)值離散化的、用于進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的方法。81.1.3CAD的技術(shù)基礎

1.

軟件工程技術(shù)

2.

圖形圖像處理技術(shù)

3.

數(shù)據(jù)管理技術(shù)

4.

數(shù)據(jù)交換技術(shù)

5.

人機交互技術(shù)

6.

工程分析技術(shù)

91.2CAD的目的和意義1.2.1工程及產(chǎn)品設計的特點

包含的工作分類

1.

創(chuàng)造性的工作 分析、研究

2.

重復性的工作 計算、繪圖以建筑物設計為例 非常規(guī)建筑 常規(guī)建筑的方案確定： 建筑方案 結(jié)構(gòu)方案 給排水方案…101.2.2CAD的目的

通過讓人機結(jié)合，優(yōu)勢互補 人：思維、概念化、創(chuàng)造 計算機：高速、大容量存儲、準確、直觀

實現(xiàn) 減輕設計者的工作強度 提高設計者的工作效率 擴展設計者的設計能力－>更好的設計創(chuàng)造性的工作重復性的工作111.2.3CAD的意義

1.

提高設計效率

2.

縮短設計周期

3.

提高設計質(zhì)量

4.

降低設計成本意味著： 設計期可縮短 設計時間不變情況下： 可形成多方案 從中擇優(yōu)成本質(zhì)量工期121.3CAD的發(fā)展及應用領域1.3.1CAD發(fā)展歷史

標志性事件

1950飛機制造數(shù)控加工 圖形顯示器

1958平板式繪圖儀滾筒繪圖儀

1962交互式圖形處理系統(tǒng) 標志CAD技術(shù)誕生

1964實用的CAD系統(tǒng)——DAC-1系統(tǒng)13CAD發(fā)展階段1.

大型機～：60年代 使用大型計算機，只有少數(shù)大企業(yè)有能力購

置，用在航空和汽車業(yè)中2.

小型機～：70年代 使用小型計算機，更多的企業(yè)有能力購置，用在微電子行業(yè)中3.

微機和工作站～：80年代以來 使用微機和工作站，在更多行業(yè)中得到應用14CAD各發(fā)展階段的代表性產(chǎn)品1.

大型機～：60年代 通用汽車公司：DAC-I系統(tǒng)，用于汽車設計

洛克希德公司：CADAM系統(tǒng)，用于飛機設計2.

小型機～：70年代

Applicon公司：AGS系統(tǒng)

ComputerVision公司：CADDS系統(tǒng)3.

微機和工作站～：80年代以來

Autodesk公司：AutoCAD PTC公司：Pro/ENGINEERING15我國土木工程中的CAD應用歷史70年代 開始用在結(jié)構(gòu)分析中80年代 工作站和微機CAD系統(tǒng)開始得到應用2000年

設計院甩掉圖板 先進的CAD系統(tǒng)、網(wǎng)絡協(xié)同技術(shù)等得到應用161.醒3.同2目前CA料D的應管用領康域航空痰與汽謙車工恩業(yè)電子丈工業(yè)機械渣制造造船炕工業(yè)土木纏工程其他娛行業(yè)制衣壤業(yè)、傭模具送業(yè)等171.責4惜C待AD在土旋木工崖程中拜的應竭用1.促4.雀1凈C叛AD在不場同的收土木秧工程逗中的凝應用建筑河工程水利古工程道路虜工程橋梁診工程港口孤工程空港我工程鐵道喉工程…181.喜4.份2豆C前AD在土離木工悅程不屆同階至段中嘆的應筆用在規(guī)握劃中項的應峰用1.規(guī)劃梨表示頂系統(tǒng)2.規(guī)劃挺展示都系統(tǒng)3.規(guī)劃旁信息日管理燈系統(tǒng)19在設騰計中懲的應憲用1.通用CA咱D系統(tǒng)主要書用于鎮(zhèn)繪制形設計乞圖2.專業(yè)淡應用CA油D系統(tǒng)…建筑辱造型牢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)放分析份與設搶計系材統(tǒng)給排眨水CA末D系統(tǒng)3.協(xié)同公設計谷系統(tǒng)支持王異地慎協(xié)同耳設計20在施滑工中話的應葉用1.施工歐計劃案系統(tǒng)…施工框過程貌模擬場系統(tǒng)虛擬肺現(xiàn)實籠系統(tǒng)2.施工輝管理堵系統(tǒng)…4D獸-C距AD系統(tǒng)3.施工肝設計治系統(tǒng)…臨時浸設施路設計早系統(tǒng)211.符5本課錦程的拴任務伐及學謊習方行法1.續(xù)5.捉1本課施程的各目的1.提高燭計算帽機應拿用能襲力2.為有威效地也選擇戚、使訓用及校自主奮開發(fā)CA肺D系統(tǒng)臥奠定基礎221.資5.冊2本課譯程的從內(nèi)容土木膜工程CA瓣D技術(shù)挨基礎CA味D基礎欣知識CA棕D系統(tǒng)基本辣原理土木描工程CA鉗D相關(guān)月技術(shù)土木廢工程CA喂D系統(tǒng)輔設計第1章術(shù)引言第2章CA懶D系統(tǒng)德概論第3章鹽計算耀機圖窮形技灘術(shù)第4章Au治to伐CA旗D應用杏技術(shù)第5章村三維糧幾何翠造型第6章趕人機養(yǎng)交互學技術(shù)第7章阿工程獲分析去與優(yōu)準化設沸計第8章摧工程動數(shù)據(jù)冤處理安與交化換第9章隔土木號工程CA憐D系統(tǒng)貴開發(fā)第10章私現(xiàn)代CA究D技術(shù)參照“教叔學日買歷”231.摔5.食3本課濃程的擔教學孟要求1.了解漠土木沉工程CA潛D系統(tǒng)們的組陣成和寄選型摘知識2.掌握的計算妻機圖永形生溜成基置本原副理和亞幾何恒造型撓法3.掌握醫(yī)人機煎對話型和交竊互作晃圖技裝術(shù)4.了解晶工程打分析得與工幫程數(shù)存據(jù)處舍理方嗚法5.了解CA厲D應用閉軟件鬼的設匠計過妙程和嗚基本危方法6.培養(yǎng)尋一定而的CA攝D系統(tǒng)胞開發(fā)走能力241.田5.受4本課凈程的另安排總學遵時：洲課有內(nèi)48學時填，課茶外64學時集中腳上機：18學時嘉（6次）補課：3學時杰（C+輔+語言炒基礎耐）作業(yè)：刮平卸時作口業(yè)6次大作莫業(yè)1次：逆結(jié)合驢“混億凝土緊結(jié)構(gòu)匙設計欺”課程刊設計府進行251.除5.泥5本課添程的指考核回方法261.管5.褲6本課柴程的獄特點1.綜合布性涉及技多門喜學科他知識息，包娛括：計算罩機圖仁形學計算看機程緞序設思計語歐言軟件遲工程…2.實踐瞧性只有謙通過京實踐螺，才悟有可血能掌稠握本員課程扔的知末識271.緣瑞5.辯7本課找程的將學習劣方法1.把握基本孔環(huán)節(jié)預習啄－聽慈課－獄復習請大探家提演前打氏印課檔件，閑課上尼補記2.抓住基本他思路基本錄概念繩－實?，F(xiàn)方脊法－懸現(xiàn)有芳系統(tǒng)－現(xiàn)秒有標碌準3.應用基本悄方法理解麥－實說踐－吸再理研解3個基具本281.懷5.壘8本課均程的瓶教學作措施1.分層牌要求半、分省層輔展導、非因材禁施教作業(yè)療分：恨基本心題，菌選作建題編程浴能力袋：保訪證基遣本要贊求，卡每人禮學有貫提高2.培養(yǎng)甲創(chuàng)新筍能力加大柴作業(yè)可中自哀主查賊詢、都設計灑內(nèi)容蜓的比相例能力水強、輪有興跡趣的雖同學員可參哈加科驗研小圾組驗收雞合格結(jié)者可衡免課子程設剃計293.重視勁教學損相長充分造利用磨網(wǎng)絡沒學堂教學帶通知對上削機情截況及走作業(yè)稀進行省總結(jié)粒點評反饋賀意見潔和要漂求答疑遙和討橡論問夾題每周廚至少范看兩亂次：福周一摔、周采四4.嚴格毒要求文：課來堂考博勤、挪上機文考勤請大枝家大嶺力配則合30本章眉學習勻重點1.CA櫻D的概擔念2.CA斬D的意冬義3.CA麻D在土源木工匪程中餅的應貧用31本章白參考鋸文獻任愛經(jīng)珠、攔張建植平.土木堪工程CA做D技術(shù).清華毀大學顧出版撫社，20蘇06映.第一困章1.姜1-談1.鮮332本章模作業(yè)謎：作校業(yè)1提交結(jié)期限迫：下庫周五獻（3月6日）關(guān)于銜作業(yè)并提交歲的要陳求一律燥通過閥網(wǎng)絡撫學堂蔥提交均采綁用附京件文勉件的勁方式作業(yè)直文件忌命名遇規(guī)則駕：CA終D作業(yè)#_菌$.*其中#為作滋業(yè)號$為姓頂名*為文在件后阿綴名例：CA便D作業(yè)1_馬智涌亮.r浴ar3334本周綿通知1.請各豎班推板舉課前代表