計算機輔助設(shè)計在工程設(shè)計中的應用

1、511.引言21世紀是科學技術(shù)高速發(fā)展的信息時代。計算機科學技術(shù)正以驚人的速度向前發(fā)展，并且滲透到社會的各個領(lǐng)域。在工程設(shè)計中，計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)的使用已完全普及，設(shè)計人員從圖板中解放出來，大大提高了工作效率。原有靠經(jīng)驗的傳統(tǒng)手工管理方式已經(jīng)越來越不能適應現(xiàn)代化施工管理的要求，以計算機技術(shù)為代表的信息技術(shù)用于工程項目施工管理已成為項目管理發(fā)展的必然趨勢。同時，在嚴格的校審制度保障下，才能提高工程設(shè)計質(zhì)量，保障公眾生命、財產(chǎn)的安

2、全，維護社會公眾利益，為廣大人民群眾設(shè)計出更加安全舒適的建設(shè)項目。2.計算機輔助設(shè)計的特點2.1計算機輔助設(shè)計及相關(guān)問題計算機輔助設(shè)計是一種用計算機硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對產(chǎn)品或工程進行設(shè)計的方法和技術(shù)，是一門多學科綜合應用的新技術(shù)。計算機在很多方面都可以協(xié)助人來更好地完成工作，從而進一步實現(xiàn)設(shè)計自動化。到目前為止計算機應用已經(jīng)滲透到了工程設(shè)計的各個環(huán)節(jié)。計算機輔助設(shè)計算機輔助設(shè)計在工程設(shè)計中的應用鄒丹琦吉林醫(yī)藥設(shè)計院有限公司130021

3、計（ComputerAidedDesign）、計算機輔助繪圖（ComputerAidedDrawing）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工程分析（CAE）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）、企業(yè)資源計劃（ERP）等技術(shù)一開始是各自獨立、平行地開發(fā)應用的，因而被稱為孤島技術(shù)。由于在技術(shù)上和應用上都密切相關(guān)，后來在工程實踐中這些技術(shù)逐漸結(jié)合在一起，為企業(yè)帶來了更大的經(jīng)濟效益。計算機輔助繪圖主要解決工程制圖問題，是

4、計算機輔助設(shè)計的一個組成部分，也是計算機輔助設(shè)計的一個重要的應用領(lǐng)域。2.2CAD技術(shù)的特點CAD技術(shù)是一項綜合性的集計算機圖形學、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡通訊等計算機及其它領(lǐng)域知識于一體的高新技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要組成部分；也是提高設(shè)計水平、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、增強行業(yè)競爭能力的一項關(guān)鍵技術(shù)。CAD能夠提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，縮短科研和新產(chǎn)品開發(fā)周期，降低消耗，提高新產(chǎn)品的可信度，大幅度提高勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)腦力勞動自動化?？傮w來講，CAD系統(tǒng)具有縮短

5、開發(fā)周期、提高設(shè)計質(zhì)量、降低成本、提高管理水平等特點。盡管CAD系統(tǒng)功能非常強大，但如果沒有人能夠正確地操作和使用，CAD系統(tǒng)根本不可能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。CAD對操作者的專業(yè)知識、外語能力和計算機水平要求較高。技術(shù)人員一般需要較長的時間熟悉CAD，了解其功能和用法。因此，培養(yǎng)優(yōu)秀的CAD系統(tǒng)使用人員是當務之急。3應用CAD技術(shù)的幾點技巧為了使計算結(jié)構(gòu)更科學，使截面配筋更合理，根據(jù)工程實際情況和設(shè)計規(guī)范的要求，筆者對電算結(jié)果進行必要的人工調(diào)整

6、，避免不能盲目放大或減少，使得設(shè)計過于保守或者配筋不足造成隱患。3.1折減系數(shù)的調(diào)整實際工程中，由于框架梁在豎向荷載作用下支座負彎矩較大，因此經(jīng)?？紤]梁端混凝土塑性變形，引起內(nèi)力重新分布，以減少梁端負彎矩，相應增大跨中正彎矩，使框架梁上下配筋均勻、合理。為此梁端負矩乘以折減系數(shù)0.7～1.0，PK軟件把支座調(diào)幅系定為0.85；我們可以根據(jù)工程需要，將計算文件打開進行調(diào)整，切記有懸挑梁的支座負彎矩不予調(diào)幅，把折減系數(shù)調(diào)整為1.0。3.2主

7、次梁高度差的調(diào)整利用計算機計算等高井字梁或十字梁時，由于實際施工中，梁縱筋在支座節(jié)點處，只能有一個方向的梁有效高度h能得到保證，另一個方向梁的有效高度h將降低承載能力，為此建議主次梁高度差應大于50或100mm為宜，以保證配筋正確和施工方便。3.3框架梁慣性矩系數(shù)的調(diào)整在現(xiàn)澆框架梁板中，由于梁凝土板和框架梁整澆，考慮板和框架梁整體工作，相當于T形梁截面，所以，增加框架梁截面的慣性矩來考慮翼緣板的受壓，一般情況下，梁截面慣性矩增大系為1.

8、0～1.5，在PK軟件中慣性矩增大系定為1.2，我們可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，當框架梁為矩形截面即板與框架梁不整澆時，我們將慣性矩增加系數(shù)調(diào)整為1.0。3.4框架基底剪力的調(diào)整對于框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，一般剪力墻的剛度很大，剪力墻吸引了大量的地震力而框架所承擔的地震力很少。對于框架部分，如果按這樣的地震力設(shè)計，框架柱的配筋就會非常少，在剪力墻開裂后就會很不安全，所以需要讓框架部分承擔至少20%的基底剪力，以增加框架的安全度。所以在計算結(jié)果時

9、我們要調(diào)整框架柱梁的內(nèi)力，讓框架承擔至少20%的基底剪力。3.5柱子截面一般由軸壓比控制，為實現(xiàn)強柱弱梁的設(shè)計原則，建議取柱梁的線剛度之比大于1，對計算結(jié)果進行調(diào)整。4結(jié)束語工程質(zhì)量越來越引起人們的重視，許多工程質(zhì)量事故引起國人的深思，工程質(zhì)量關(guān)系著廣大人民群眾生命財產(chǎn)的安全，關(guān)系到社會的安定，國內(nèi)外有許多重大工程事故是因結(jié)構(gòu)設(shè)計不當而造成的。設(shè)計質(zhì)量是整個工程質(zhì)量的關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)工程師要充分認識到所擔負責任的重大，時刻要把工程設(shè)計質(zhì)量放在

10、重中之重的地位。為了實現(xiàn)建設(shè)部要求的設(shè)計單位“甩掉圖板”的要求，工程設(shè)計單位應建立CAD技術(shù)應用的質(zhì)量保證體系，避免人為失誤，確保設(shè)計質(zhì)量，提高設(shè)計單位CAD技術(shù)應用的整體水平。ApplicationofCADinEngineeringDesignZouDanqiJiLinPharmaceuticalDesigningInstituteCoLtd.ChuangchunJilin130022摘要本文概括了計算機輔助設(shè)計的主要特點，介紹了C

11、AD技術(shù)對工程設(shè)計中的幾點應用。通過CAD技術(shù)，可提高工程設(shè)計質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，降低設(shè)計人員的勞動強度。關(guān)鍵詞計算機；輔助設(shè)計AbstractThepapergeneralizedthemaincharacteristicsofcomputeraidedesignintroducedtheCADtechniquetotheengineeringdesignofwhattimeapplication.TheCADtechniquecanr

12、aisetheengineeringdesignqualityandthelaborrateofproductionlowerlaborstrengthofthedesigningpersonnel.KeywordsComputerCAD511.引言21世紀是科學技術(shù)高速發(fā)展的信息時代。計算機科學技術(shù)正以驚人的速度向前發(fā)展，并且滲透到社會的各個領(lǐng)域。在工程設(shè)計中，計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)的使用已完全普及，設(shè)計人員從圖板中解放出來，大

13、大提高了工作效率。原有靠經(jīng)驗的傳統(tǒng)手工管理方式已經(jīng)越來越不能適應現(xiàn)代化施工管理的要求，以計算機技術(shù)為代表的信息技術(shù)用于工程項目施工管理已成為項目管理發(fā)展的必然趨勢。同時，在嚴格的校審制度保障下，才能提高工程設(shè)計質(zhì)量，保障公眾生命、財產(chǎn)的安全，維護社會公眾利益，為廣大人民群眾設(shè)計出更加安全舒適的建設(shè)項目。2.計算機輔助設(shè)計的特點2.1計算機輔助設(shè)計及相關(guān)問題計算機輔助設(shè)計是一種用計算機硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對產(chǎn)品或工程進行設(shè)計的方法和技術(shù)，

14、是一門多學科綜合應用的新技術(shù)。計算機在很多方面都可以協(xié)助人來更好地完成工作，從而進一步實現(xiàn)設(shè)計自動化。到目前為止計算機應用已經(jīng)滲透到了工程設(shè)計的各個環(huán)節(jié)。計算機輔助設(shè)計算機輔助設(shè)計在工程設(shè)計中的應用鄒丹琦吉林醫(yī)藥設(shè)計院有限公司130021計（ComputerAidedDesign）、計算機輔助繪圖（ComputerAidedDrawing）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工程分析（CAE）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)

15、管理（PDM）、企業(yè)資源計劃（ERP）等技術(shù)一開始是各自獨立、平行地開發(fā)應用的，因而被稱為孤島技術(shù)。由于在技術(shù)上和應用上都密切相關(guān)，后來在工程實踐中這些技術(shù)逐漸結(jié)合在一起，為企業(yè)帶來了更大的經(jīng)濟效益。計算機輔助繪圖主要解決工程制圖問題，是計算機輔助設(shè)計的一個組成部分，也是計算機輔助設(shè)計的一個重要的應用領(lǐng)域。2.2CAD技術(shù)的特點CAD技術(shù)是一項綜合性的集計算機圖形學、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡通訊等計算機及其它領(lǐng)域知識于一體的高新技術(shù)是先進制造技術(shù)的

16、重要組成部分；也是提高設(shè)計水平、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、增強行業(yè)競爭能力的一項關(guān)鍵技術(shù)。CAD能夠提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，縮短科研和新產(chǎn)品開發(fā)周期，降低消耗，提高新產(chǎn)品的可信度，大幅度提高勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)腦力勞動自動化?？傮w來講，CAD系統(tǒng)具有縮短開發(fā)周期、提高設(shè)計質(zhì)量、降低成本、提高管理水平等特點。盡管CAD系統(tǒng)功能非常強大，但如果沒有人能夠正確地操作和使用，CAD系統(tǒng)根本不可能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。CAD對操作者的專業(yè)知識、外語能力和計算機水平要求較

17、高。技術(shù)人員一般需要較長的時間熟悉CAD，了解其功能和用法。因此，培養(yǎng)優(yōu)秀的CAD系統(tǒng)使用人員是當務之急。3應用CAD技術(shù)的幾點技巧為了使計算結(jié)構(gòu)更科學，使截面配筋更合理，根據(jù)工程實際情況和設(shè)計規(guī)范的要求，筆者對電算結(jié)果進行必要的人工調(diào)整，避免不能盲目放大或減少，使得設(shè)計過于保守或者配筋不足造成隱患。3.1折減系數(shù)的調(diào)整實際工程中，由于框架梁在豎向荷載作用下支座負彎矩較大，因此經(jīng)常考慮梁端混凝土塑性變形，引起內(nèi)力重新分布，以減少梁端負彎

18、矩，相應增大跨中正彎矩，使框架梁上下配筋均勻、合理。為此梁端負矩乘以折減系數(shù)0.7～1.0，PK軟件把支座調(diào)幅系定為0.85；我們可以根據(jù)工程需要，將計算文件打開進行調(diào)整，切記有懸挑梁的支座負彎矩不予調(diào)幅，把折減系數(shù)調(diào)整為1.0。3.2主次梁高度差的調(diào)整利用計算機計算等高井字梁或十字梁時，由于實際施工中，梁縱筋在支座節(jié)點處，只能有一個方向的梁有效高度h能得到保證，另一個方向梁的有效高度h將降低承載能力，為此建議主次梁高度差應大于50或1

19、00mm為宜，以保證配筋正確和施工方便。3.3框架梁慣性矩系數(shù)的調(diào)整在現(xiàn)澆框架梁板中，由于梁凝土板和框架梁整澆，考慮板和框架梁整體工作，相當于T形梁截面，所以，增加框架梁截面的慣性矩來考慮翼緣板的受壓，一般情況下，梁截面慣性矩增大系為1.0～1.5，在PK軟件中慣性矩增大系定為1.2，我們可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，當框架梁為矩形截面即板與框架梁不整澆時，我們將慣性矩增加系數(shù)調(diào)整為1.0。3.4框架基底剪力的調(diào)整對于框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，一般

20、剪力墻的剛度很大，剪力墻吸引了大量的地震力而框架所承擔的地震力很少。對于框架部分，如果按這樣的地震力設(shè)計，框架柱的配筋就會非常少，在剪力墻開裂后就會很不安全，所以需要讓框架部分承擔至少20%的基底剪力，以增加框架的安全度。所以在計算結(jié)果時我們要調(diào)整框架柱梁的內(nèi)力，讓框架承擔至少20%的基底剪力。3.5柱子截面一般由軸壓比控制，為實現(xiàn)強柱弱梁的設(shè)計原則，建議取柱梁的線剛度之比大于1，對計算結(jié)果進行調(diào)整。4結(jié)束語工程質(zhì)量越來越引起人們的重視

21、，許多工程質(zhì)量事故引起國人的深思，工程質(zhì)量關(guān)系著廣大人民群眾生命財產(chǎn)的安全，關(guān)系到社會的安定，國內(nèi)外有許多重大工程事故是因結(jié)構(gòu)設(shè)計不當而造成的。設(shè)計質(zhì)量是整個工程質(zhì)量的關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)工程師要充分認識到所擔負責任的重大，時刻要把工程設(shè)計質(zhì)量放在重中之重的地位。為了實現(xiàn)建設(shè)部要求的設(shè)計單位“甩掉圖板”的要求，工程設(shè)計單位應建立CAD技術(shù)應用的質(zhì)量保證體系，避免人為失誤，確保設(shè)計質(zhì)量，提高設(shè)計單位CAD技術(shù)應用的整體水平。Applicationo

22、fCADinEngineeringDesignZouDanqiJiLinPharmaceuticalDesigningInstituteCoLtd.ChuangchunJilin130022摘要本文概括了計算機輔助設(shè)計的主要特點，介紹了CAD技術(shù)對工程設(shè)計中的幾點應用。通過CAD技術(shù)，可提高工程設(shè)計質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，降低設(shè)計人員的勞動強度。關(guān)鍵詞計算機；輔助設(shè)計AbstractThepapergeneralizedthemainchar

23、acteristicsofcomputeraidedesignintroducedtheCADtechniquetotheengineeringdesignofwhattimeapplication.TheCADtechniquecanraisetheengineeringdesignqualityandthelaborrateofproductionlowerlaborstrengthofthedesigningpersonnel.K