清华大学土木工程CAD技术基础

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1、1土木工程系防灾减灾研究所马智亮TEL6277.3543E-MAILmazl@tsinghua.edu.cn土木工程CAD技术基础FundamentalsofCivilEngineeringCADTechnology2第1章引言1.1CAD的基本概念1.2CAD的目的和意义1.3CAD的发展及应用领域1.4CAD在土木工程中的应用1.5本课程的任务及学习方法31.1CAD的基本概念1.1.1CAD的概念CAD：ComputerAidedDesign即计算机辅助设计是综合应用计算机及相关技术辅助人们进行工程和产品设计的技术4CA

2、D技术的广泛性除了花草树木这些自然景物，从茶杯到桌子、建筑、公路、桥梁、火车……所有跟普通人生活息息相关的物品和工程设施，都需要设计5CAD技术的核心用计算机表现设计成果：物体形状、属性－>设计图－>关键：用计算机处理图形6土木工程CAD土木工程CAD即关于土木工程的CAD本课程主要关注建筑工程结构专业CAD（简称：建筑结构CAD）71.1.2CAD的理论基础1.计算机图形学（CG,ComputerGraphics）研究如何以图形或符号的形式，通过计算机生成、修改或显示数据的学科。2.计算机绘图（ComputerAidedDr

3、afting）计算机图形学涉及工程图绘制的一个分支，是用计算机绘制工程图的技术。3.有限元方法（FEM,FiniteElementMethod）一种数值离散化的、用于进行结构内力分析的方法。81.1.3CAD的技术基础1.软件工程技术2.图形图像处理技术3.数据管理技术4.数据交换技术5.人机交互技术6.工程分析技术91.2CAD的目的和意义1.2.1工程及产品设计的特点包含的工作分类1.创造性的工作分析、研究2.重复性的工作计算、绘图以建筑物设计为例非常规建筑常规建筑的方案确定：建筑方案结构方案给排水方案…101.2.2CA

4、D的目的通过让人机结合，优势互补人：思维、概念化、创造计算机：高速、大容量存储、准确、直观实现减轻设计者的工作强度提高设计者的工作效率扩展设计者的设计能力－>更好的设计创造性的工作重复性的工作111.2.3CAD的意义1.提高设计效率2.缩短设计周期3.提高设计质量4.降低设计成本意味着：设计期可缩短设计时间不变情况下：可形成多方案从中择优成本质量工期121.3CAD的发展及应用领域1.3.1CAD发展历史标志性事件1950飞机制造数控加工图形显示器1958平板式绘图仪滚筒绘图仪1962交互式图形处理系统标志CAD技术诞生19

5、64实用的CAD系统——DAC-1系统13CAD发展阶段1.大型机～：60年代使用大型计算机，只有少数大企业有能力购置，用在航空和汽车业中2.小型机～：70年代使用小型计算机，更多的企业有能力购置，用在微电子行业中3.微机和工作站～：80年代以来使用微机和工作站，在更多行业中得到应用14CAD各发展阶段的代表性产品1.大型机～：60年代通用汽车公司：DAC-I系统，用于汽车设计洛克希德公司：CADAM系统，用于飞机设计2.小型机～：70年代Applicon公司：AGS系统ComputerVision公司：CADDS系统3.微机

6、和工作站～：80年代以来Autodesk公司：AutoCADPTC公司：Pro/ENGINEERING15我国土木工程中的CAD应用历史70年代开始用在结构分析中80年代工作站和微机CAD系统开始得到应用2000年设计院甩掉图板先进的CAD系统、网络协同技术等得到应用161.3.2目前CAD的应用领域航空与汽车工业电子工业机械制造造船工业土木工程其他行业制衣业、模具业等171.4CAD在土木工程中的应用1.4.1CAD在不同的土木工程中的应用建筑工程水利工程道路工程桥梁工程港口工程空港工程铁道工程…181.4.2CAD在土木工

7、程不同阶段中的应用在规划中的应用1.规划表示系统2.规划展示系统3.规划信息管理系统19在设计中的应用1.通用CAD系统主要用于绘制设计图2.专业应用CAD系统…建筑造型系统结构分析与设计系统给排水CAD系统3.协同设计系统支持异地协同设计20在施工中的应用1.施工计划系统…施工过程模拟系统虚拟现实系统2.施工管理系统…4D-CAD系统3.施工设计系统…临时设施设计系统211.5本课程的任务及学习方法1.5.1本课程的目的1.提高计算机应用能力2.为有效地选择、使用及自主开发CAD系统奠定基础221.5.2本课程的内容土木工程

8、CAD技术基础CAD基础知识CAD系统基本原理土木工程CAD相关技术土木工程CAD系统设计第1章引言第2章CAD系统概论第3章计算机图形技术第4章AutoCAD应用技术第5章三维几何造型第6章人机交互技术第7章工程分析与优化设计第8章工程数据处理与交换第9章土木工程CAD系统