土木工程CAD

前言

隨著計算機科學(xué)技術(shù)和應(yīng)用研究的發(fā)展，特別是在多媒體和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)新型環(huán)境及平臺的支持下，高性能計算、圖形處理技術(shù)和CAD技術(shù)對土木工程領(lǐng)域傳統(tǒng)的設(shè)計方式產(chǎn)生了巨大的變革和影響，幾乎所有的設(shè)計院都已徹底甩掉了圖板和丁字尺。今天的CAD已不再是只適用于工程設(shè)計的個別階段和部分，而是應(yīng)用于設(shè)計的各個專業(yè)、每個階段和所有環(huán)節(jié)，也不僅是輔助計算和畫圖，而是包括仿真、虛擬現(xiàn)實、協(xié)同設(shè)計等更廣闊范圍的應(yīng)用。工程界對高校畢業(yè)生的計算機輔助設(shè)計應(yīng)用能力的要求越來越高，一般希望土木工程專業(yè)畢業(yè)的大學(xué)生具有較強的動手能力，一畢業(yè)就能熟練地運用計算機輔助設(shè)計，掌握常用CAD軟件的使用；有的單位還希望土木工程專業(yè)畢業(yè)的大學(xué)生具備一些小型CAD應(yīng)用程序的編制能力。因此，本書在介紹AutoCAD繪圖的基礎(chǔ)上，重點介紹了一些典型的專業(yè)CAD軟件的使用和一些典型設(shè)計程序的編制，以使學(xué)生了解CAD軟件的內(nèi)涵，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下初步的基礎(chǔ)。土木工程CAD的內(nèi)容很廣泛，涉及房屋建筑工程、道路橋梁工程、港口水工工程、地下結(jié)構(gòu)工程、給水排水工程、設(shè)備與電氣工程、特種結(jié)構(gòu)工程等諸多方面。限于篇幅，本教材不可能對每一專業(yè)的CAD都一一介紹，只能對量大面廣的建筑工程和道路橋梁工程進行典型的介紹，供同學(xué)們學(xué)習(xí)和應(yīng)用。相信同學(xué)們通過對本教材的學(xué)習(xí)，能掌握CAD的一般共性和個性，達(dá)到舉一反三的目的。本教材的第一、四、六、七章由尚守平主編，第二、三、五、八章由吳煒煜主編。其中，陳浩對第一版的第五章按新近流行軟件版進行了修改；曾裕林按新《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB5001.0-2002）》對第一版的第六章進行了修改；尚卿編寫了第七章的第5、6節(jié)；蒲浩編寫了第七章的第8節(jié)。

內(nèi)容概要

　　《普通高等學(xué)校土木工程專業(yè)新編系列教材：土木工程CAD（第2版）》在介紹AutoCAD繪圖的基礎(chǔ)上，介紹了一些典型專業(yè)軟件的使用，以房屋建筑工程和道路橋梁工程為例，介紹了CAD的特點和應(yīng)用，并介紹了一些典型設(shè)計程序的編制，能使學(xué)生了解CAD軟件的內(nèi)涵，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下了初步基礎(chǔ)。

書籍目錄

1 緒論1.1 土木工程CAD的歷史與發(fā)展1.1.1 計算機與計算機繪圖的發(fā)展1.1.2 CAD在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展1.2 CAD的基本概念1.2.1 CAD的定義及功能1.2.2 CAD與計算機繪圖的內(nèi)涵1.2.3 土木工程CAD涉及的知識領(lǐng)域1.3 CAD在土木工程中的應(yīng)用1.3.1 建筑與規(guī)劃設(shè)計1.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計1.3.3 給排水設(shè)計1.3.4 暖通設(shè)計1.3.5 建筑電氣設(shè)計1.4 CAD的學(xué)習(xí)方法1.4.1 掌握CAD硬件設(shè)備的使用和軟件環(huán)境配置要求1.4.2 領(lǐng)會CAD系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及操作流程1.4.3 結(jié)合相關(guān)專業(yè)設(shè)計規(guī)范和理論進行學(xué)習(xí)2 CAD硬件系統(tǒng)2.1 CAD硬件系統(tǒng)概述2.1.1 硬件系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)2.1.2 硬件系統(tǒng)的高級配備組成結(jié)構(gòu)2.2 圖形顯示和輸出系統(tǒng)設(shè)備2.2.1 圖形屏幕顯示設(shè)備2.2.2 圖形打印輸出設(shè)備2.2.3 繪圖機2.2.4 3D設(shè)備2.3 圖形輸入設(shè)備與應(yīng)用2.3.1 筆式和類似筆式輸入設(shè)備2.3.2 圖像掃描儀2.3.3 觸摸屏2.3.4 數(shù)字相機2.3.5 三維圖形數(shù)字化輸入設(shè)備習(xí)題3 CAD軟件系統(tǒng)3.1 CAD系統(tǒng)的軟件平臺和層次結(jié)構(gòu)3.2 CAD通用軟件3.2.1 基本圖形軟件與國際標(biāo)準(zhǔn)3.2.2 造型軟件3.2.3 工程分析計算軟件3.2.4 工程數(shù)據(jù)庫管理軟件3.3 CAD常用工具軟件3.3.1 AutoCAD概述3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)圖形軟件OpenGL3.3.3 三維建模與動畫軟件3DStudioMAX3.3.4 平面圖形設(shè)計軟件Photoshop3.4 CAD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件3.4.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識3.4.2 網(wǎng)上CAD信息獲取與傳輸3.4.3 建立網(wǎng)上交互式三維場景3.5 CAD軟件工程方法的基本知識3.5.1 生命周期法的特點與應(yīng)用3.5.2 快速原型法3.5.3 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計方法習(xí)題4 土木工程CAD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.1 非交互式CAD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點4.2 交互式CAD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點4.3 半交互式CAD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點4.4 綜合化CAD系統(tǒng)4.5 集成化CAD系統(tǒng)4.6 智能化CAD系統(tǒng)習(xí)題5 AutoCAD應(yīng)用基礎(chǔ)5.1 初識AutoLCAD20025.1.1 安裝AutoCAD20025.1.2 啟動AutoCAD20025.2 二維繪圖基礎(chǔ)5.2.1 繪圖環(huán)境屬性設(shè)置5.2.2 基本繪圖5.2.3 實體填充5.2.4 圖形的顯示5.3 圖形編輯處理5.3.1 圖形對象的選擇設(shè)置5.3.2 圖形對象的捕捉設(shè)置5.3.3 基本圖形編輯命令5.3.4 線型和顏色控制5.3.5 塊的使用5.3.6 使用屬性5.3.7 圖形的查詢操作5.4 圖形標(biāo)注5.4.1 尺寸標(biāo)注5.4.2 文本標(biāo)注與編輯5.5 三維繪圖5.5.1 三維繪圖環(huán)境設(shè)置5.5.2 繪制三維表面模型5.5.3 繪制三維實體模型5.5.4 三維圖形編輯5.5.5 觀察和渲染5.6 AutoCAD的二次開發(fā)簡介5.6.1 AutoI Asp與Visual Lisp5.6.2 VBA（Visual Basic for Application program minge nvironment）5.6.3 Object ARX簡介5.7 AutoCAD與外部圖形的接口5.7.1 數(shù)據(jù)交換5.7.2 格式轉(zhuǎn)換習(xí)題6 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算6.1 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算機方法6.2 鋼筋混凝土梁的正截面強度計算6.2.1 計算公式6.2.2 適應(yīng)條件（非抗震設(shè)計）6.2.3 抗震設(shè)計時應(yīng)滿足醇條件6.2.4 程序框圖6.2.5 鋼筋混凝土單筋矩形截面梁配筋計算程序6.3 鋼筋混凝土梁的斜截面強度計算6.3.1 斜截面計算基本公式6.3.2 適用條件6.3.3 程序框圖6.4 鋼筋混凝土柱的截面強度計算6.4.1 軸心受壓構(gòu)件6.4.2 偏心受壓構(gòu)件的基本公式6.4.3 矩形截面對稱配筋偏心受壓構(gòu)件的配筋計算6.4.4 偏心受壓構(gòu)件正截面強度計算的適用條件6.4.5 程序框圖6.4.6 框架柱的抗剪強度計算6.4.7 鋼筋混凝土矩形截面偏心受壓柱對稱配筋計算程序6.5 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件裂縫寬度計算6.5.1 裂縫寬度計算公式6.5.2 最大裂縫寬度允許值6.5.3 程序框圖6.5.4 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件最大裂縫寬度計算程序6.6 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件變形計算6.6.1 計算公式6.6.2 受彎構(gòu)件撓度允許值6.6.3 計算構(gòu)件撓度的程序框圖6.6.4 計算受彎構(gòu)件撓度程序習(xí)題7 典型CAD軟件的使用與課程實踐7.l PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計CAD軟件7.1.1 PLMCAD7.1.2 SATWE7.1.3 PKPM鋼結(jié)構(gòu)CAD系統(tǒng)7.1.4 PKPM高層設(shè)計演示例題7.1.5 PKPM單層鋼框架設(shè)計演示例題7.2 地基一箱形基礎(chǔ)一上部結(jié)構(gòu)共同作用分析軟件SBSIA7.2.1 SBSIA功能及適用范圍7.2.2 圖形交互式結(jié)構(gòu)建模7.2.3 圖形交互式荷載輸入7.2.4 地質(zhì)資料輸入7.2.5 結(jié)構(gòu)計算7.2.6 圖示輸出7.3 橋型設(shè)計軟件QXCAD7.3.1 QXCAD系統(tǒng)運行環(huán)境7.3.2 QXCAD系統(tǒng)安裝和啟動7.3.3 QXCAD系統(tǒng)基本功能7.3.4 QXCAD系統(tǒng)基本操作7.3.5 QXCAD系統(tǒng)分項操作7.4 探索者結(jié)構(gòu)CAD7.5 vizRail鐵路線路CAD軟件習(xí)題8 土木工程CAD技術(shù)發(fā)展趨勢與展望8.1 多媒體和通信技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用8.1.1 虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)派生的工程應(yīng)用系列8.1.2 分布式多媒體通信技術(shù)派生的工程應(yīng)用系列8.1.3 多媒體仿真技術(shù)派生的工程應(yīng)用系列8.1.4 工程信息管理技術(shù)派生的應(yīng)用系列8.1.5 數(shù)字地球系統(tǒng)技術(shù)派生的應(yīng)用系列8.2 CSCW在土木工程中的應(yīng)用8.2.1 建筑設(shè)計中的協(xié)同工作機制8.2.2 建筑設(shè)計工作流模型與協(xié)同設(shè)計工作流引擎8.2.3 TH-CSCDP系統(tǒng)的實現(xiàn)8.3 CAD技術(shù)和概念的發(fā)展8.3.1 工程CAD技術(shù)的跨學(xué)科發(fā)展特點8.3.2 CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢8.3.3 CAD的建模技術(shù)的研究和發(fā)展習(xí)題參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1 緒論1.1 土木工程CAD的歷史與發(fā)展CAD技術(shù)是把計算機的快速、準(zhǔn)確、直觀與設(shè)計者的邏輯思維、綜合分析能力及設(shè)計經(jīng)驗結(jié)合起來融為一體的高科技產(chǎn)物，可以起到加快工程或產(chǎn)品設(shè)計過程，縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計質(zhì)量和效率，降低工程造價等作用。在我國，CAD技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于建筑、機械、電子、航空及輕工等各個行業(yè)，獲得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。1.1.1 計算機與計算機繪圖的發(fā)展1946年世界上研制出了第一臺電子計算機ENIAC，它的主要任務(wù)是用來進行高速度的數(shù)值計算。其后，隨著基本元件的不斷換代，其性能也以驚人的速度發(fā)展。到20世紀(jì)50年代，計算機的應(yīng)用范圍便擴展到了諸如輔助事務(wù)處理、數(shù)學(xué)定理證明、語言翻譯等領(lǐng)域。與此同時，在美國麻省理工學(xué)院（MIT）的林肯研究所，由薩瑟蘭（I.E.Sutherland）完成了把CRT顯示和光筆技術(shù)應(yīng)用于計算機圖形輸入／輸出和命令指示上，為人機交互工作提供了極大可能。計算機繪圖技術(shù)的發(fā)展是與計算機及其外圍設(shè)備的發(fā)展密切相關(guān)的。早期的圖形顯示器是基于陰極射線管的示波器而產(chǎn)生的。如美國MIT于1950年研制的旋風(fēng)1號計算機，就配置了這種用示波器改造的圖形顯示器，而筆式繪圖儀是在x-y函數(shù)記錄儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，較早的有美國CALCOMP公司1958年研制的滾筒式繪圖儀和CERBER公司研制的平板式繪圖儀。在硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，計算機繪圖的軟件技術(shù)也得到長足的發(fā)展。1962年，Ivan E.Sutherland首次提出了交互式計算機繪圖的概念，并發(fā)表了博士論文《Sketchpad：一個人機通信的圖形系統(tǒng)》。1963年，在美國的計算機聯(lián)合大會（NCC）上，MIT小組推出了CAD的項目并發(fā)表了5篇論文，給工程技術(shù)界以很大震動。1963年，Doug Engelbart在斯坦福研究所制造出了第一個木制鼠標(biāo)器，他的思想極大地影響了以后交互式繪圖技術(shù)的發(fā)展。20世紀(jì)70年代初，Xerox公司發(fā)明了第一個數(shù)字化鼠標(biāo)器，并在1975年宣布了鼠標(biāo)器的規(guī)范。

編輯推薦

《普通高等學(xué)校土木工程專業(yè)新編系列教材?土木工程CAD》由武漢理工大學(xué)出版社出版。

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