水工建筑物CAD设计

经过多年的开发研究,水工建筑物CAD已初具规模。国内已推出了许多水工建筑物CAD系统,在水工建筑物设计中起到了一定的作用,给工程设计人员带来了新的曙光。但已完成的水工建筑物CAD系统大都有局限性,而且只能用于某个设计阶段完成某种特定的设计,难以适应多变的结构型式与形状,虽然这些系统也采用交互式设计,但有些过多地使用了数据文件,不具有良好的人机界面,且缺乏智能,限制了工程设计人员的再创造,不易推广应用。水工建筑物CAD系统有如下几个发展动向:

1.标准化

开发水工建筑物CAD系统除必须满足相应的设计规范外,应加强建立不同CAD开发平台上的标准CAD工程图例、符号、标准图形库,建立统一的地形、地质CAD及其接口,建立统一的基本资料、工程特性数据库,减少重复性的低水平开发,加强合作,提高水工建筑物CAD的开发水平与各CAD系统的综合利用率。

2.人机界面

作为一个良好的CAD系统,必须具有良好的人机界面,采用国际标准的窗口菜单,这是提高水工建筑物CAD质量的一个重要任务。

使用标准的设计人机界面,可以采用“事件驱动”控制系统运行,用户可以随意控制系统的运行,增强交互设计能力,杜绝或减少用户直接使用数据文件输入信息,而且使用菜单中的文本条目输入修改信息,检查用户的合法性,采用水工建筑物标准图形符号,建立标准而直观形象的水工建筑物图符菜单。

3.智能化

多数CAD尚不能存贮与管理专家知识和规范知识,也不能使用知识进行分析判断和决策,以获得更切合实际的最优工程设计,局限性较大,与水工建筑物结构的复杂性与多变性不相适应,不能充分发挥设计人员的主观能动性。

智能化是在传统CAD中加入专家知识,利用人类专家的工程设计经验、知识和逻辑思维能力进行推理、判断和决策,引导设计人员进行合理的创造性设计。

中国水利水电科学研究院在微机拱坝CAD中已进行了有力的尝试,取得了有益的成果,电力部华东勘测设计研究院在土石坝CAD中建立了土石坝有关规范、工程量计算、工程图纸等有关规范知识库,能进行知识的管理,具有一定的推理判断能力。

当前水工建筑物CAD中的智能化程度还较低,作为一个真正的智能CAD,必须具有设计规范知识和相应专家的设计经验知识,具有自然设计语言、图像语言、数学语言的分析器,建立统一的设计、分析计算模块知识库,并能进行模糊分析判断和决策,具有坝址选择和枢纽布置方案设计的决策能力,并能在设计中进行学习、积累、更新设计经验知识。

4.集成化

最初的CAD系统着重于绘制工程图纸,主要充当高级的绘图工具,随着计算机的发展,人们逐步在应用以D系统中加入了计算功能。推出的水工建筑物CAD系统,大多都具有计算能力。但作为一个集成化水工建筑物CAD系统,除了具有常规分析计算外,还应有大型数值分析、模拟、设计决策能力,能生成设计计算说明和设计报告,并能在同一环境下完成这些工作。集成化CAD系统中各部分应具有良好的接口,运行效率高,减少不必要的人工处理过程,帮助设计人员以较少的时间完成设计、计算任务,以便集中精力深入分析设计方案优劣、进行方案比较,逐步使用数值方法模拟工程运行性态,根据模拟结果做出正确决策,形成最优设计方案。

5.参数化

设计参数化设计仍然是一种具有前景的CAD设计方法,不仅可以用于前期水工建筑物各种结构的设计,而且可以用于招标设计和技施设计,也可以使用参数化建库工具建立工程建筑物图纸库,供其它工程参考使用。

水工建筑物参数化设计CAD的研究还刚刚开始,还没有统一和标准的参数化设计图库,有许多课题需要研究。将来的参数化设计CAD系统将会增加规则参数,把复杂公式和方程组求解作为规则参数来使用,并且会引入人工智能,使用自然语言来描述结构参数,用逻辑规则来判断推理结构图的控制点坐标。另外还会和标准数据库建立联系,实现数据互换,真正建立一个计算、数据库、自然语言、专家系统于一体的集成化设计CAD系统。

6.基于网络的CAD技术

工程CAD在设计集成化和可视化的发展,产品高性能、高质量、低成本和短周期的要求,都对工程CAD提出了网络化的需要,包括产品信息建模和共享、异步及同步设计的协同和交互、工作流程的并行化建模和运转、产品数据库管理与共享等诸多方面,导致工程CAD的单体工作成本与协同工作量大大增加,推动了基于网络的工程CAD技术的进一步深入研究。从人员层面上看,工程CAD涉及的人员包括设计人、用户、开发商及生产商等。产品的设计既是设计人与产品的交互,也是与其它设计人及环境的交流,具有加强协同工作的需求。从技术层面上看,工程CAD需要在产品生命周期中以并行、协同的方交换产品的信息,对产品设计思想、设计进程、设计组织和设计信息进行协调与管理,最终导致计算机支持的协同工作CSCW(Computer Supported cooperative work)与并行工程CE(Concurrent Engineering)技术的大规模采用。今后在水工建筑物设计、试验中也定会得有所体现。

1.缩短设计工期。

由于计算机处理数据的速度很快,并能不间断地工作,因此可以大大地提高设计效率,从而缩短了设计工期。

2.可以提高设计质量。

利用自动化程度较高的CAD系统进行设计时,设计者只需要输入一些有关设计初始条件的数据,由计算机调用机构分析程序进行分析计算,就可以得到设计的结果,并且可以大大减轻劳动强度,提高设计精度。此外,利用计算机可以得到清晰、整洁、美观的设计图纸和文档,便于校核和修改,可以有效地防止手工绘图过程中标错尺寸等错误,提高了设计质量。

3.可以降低设计成本应用。

CAD技术可以帮助设计者提高设计效率,当设计劳务费较高而CAD系统的费用较低时,就会使设计成本降低。在工程设计中应用了CAD技术后,将会得到明显的经济效益。

CAD设计天地论坛是由一群CAD学习者于2010年11月4日创建！目的旨在提高大家的CAD设计能力，为广大CAD学员提供一个交流、学习和分享知识的平台！CAD设计天地，您的学习园地！

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书 名: 建筑CAD设计基础

ISBN: 9787121036057

开本： 16

定价: 25.00 元

内容介绍

本书旨在帮助有兴趣的设计专业学生和设计人员理解CAD是如何应用于建筑实践之中的。本书把常见CAD系统中的基本操作与建筑设计项目实践中的应用相联系，并且用插图的形式展示了CAD在几个前沿建筑设计项目之中的应用。

本书分为8部，共28章，包括绪论、CAD建模和分析、CAD物体、CAD操作、由CAD物体发展建筑形式、参数化设计、设计协同能力、总结。本书包含了当代国际上多个建筑设计项目，并附有上百张插图。

本书可供高等院校建筑专业的师生以及建筑设计单位的设计研究人员参考使用。

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