計算機輔助設計在工程設計中的應用

1、511.引言21世紀是科學技術高速發(fā)展的信息時代。計算機科學技術正以驚人的速度向前發(fā)展，并且滲透到社會的各個領域。在工程設計中，計算機輔助設計（CAD）技術的使用已完全普及，設計人員從圖板中解放出來，大大提高了工作效率。原有靠經驗的傳統(tǒng)手工管理方式已經越來越不能適應現代化施工管理的要求，以計算機技術為代表的信息技術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，才能提高工程設計質量，保障公眾生命、財產的安

2、全，維護社會公眾利益，為廣大人民群眾設計出更加安全舒適的建設項目。2.計算機輔助設計的特點2.1計算機輔助設計及相關問題計算機輔助設計是一種用計算機硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對產品或工程進行設計的方法和技術，是一門多學科綜合應用的新技術。計算機在很多方面都可以協(xié)助人來更好地完成工作，從而進一步實現設計自動化。到目前為止計算機應用已經滲透到了工程設計的各個環(huán)節(jié)。計算機輔助設計算機輔助設計在工程設計中的應用鄒丹琦吉林醫(yī)藥設計院有限公司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）、產品數據管理（PDM）、企業(yè)資源計劃（ERP）等技術一開始是各自獨立、平行地開發(fā)應用的，因而被稱為孤島技術。由于在技術上和應用上都密切相關，后來在工程實踐中這些技術逐漸結合在一起，為企業(yè)帶來了更大的經濟效益。計算機輔助繪圖主要解決工程制圖問題，是

4、計算機輔助設計的一個組成部分，也是計算機輔助設計的一個重要的應用領域。2.2CAD技術的特點CAD技術是一項綜合性的集計算機圖形學、數據庫、網絡通訊等計算機及其它領域知識于一體的高新技術是先進制造技術的重要組成部分；也是提高設計水平、縮短產品開發(fā)周期、增強行業(yè)競爭能力的一項關鍵技術。CAD能夠提高產品的設計質量，縮短科研和新產品開發(fā)周期，降低消耗，提高新產品的可信度，大幅度提高勞動生產率，實現腦力勞動自動化。總體來講，CAD系統(tǒng)具有縮短

5、開發(fā)周期、提高設計質量、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)根本不可能產生經濟效益。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技術的幾點技巧為了使計算結構更科學，使截面配筋更合理，根據工程實際情況和設計規(guī)范的要求，筆者對電算結果進行必要的人工調整

6、，避免不能盲目放大或減少，使得設計過于保守或者配筋不足造成隱患。3.1折減系數的調整實際工程中，由于框架梁在豎向荷載作用下支座負彎矩較大，因此經?？紤]梁端混凝土塑性變形，引起內力重新分布，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0.7～1.0，PK軟件把支座調幅系定為0.85；我們可以根據工程需要，將計算文件打開進行調整，切記有懸挑梁的支座負彎矩不予調幅，把折減系數調整為1.0。3.2主

7、次梁高度差的調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框架梁慣性矩系數的調整在現澆框架梁板中，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，我們可以根據實際情況進行調整，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調整為1.0。3.4框架基底剪力的調整對于框架－剪力墻結構，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。所以在計算結果時

9、我們要調整框架柱梁的內力，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，為實現強柱弱梁的設計原則，建議取柱梁的線剛度之比大于1，對計算結果進行調整。4結束語工程質量越來越引起人們的重視，許多工程質量事故引起國人的深思，工程質量關系著廣大人民群眾生命財產的安全，關系到社會的安定，國內外有許多重大工程事故是因結構設計不當而造成的。設計質量是整個工程質量的關鍵，結構工程師要充分認識到所擔負責任的重大，時刻要把工程設計質量放在

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

11、AD技術對工程設計中的幾點應用。通過CAD技術，可提高工程設計質量和勞動生產率，降低設計人員的勞動強度。關鍵詞計算機；輔助設計AbstractThepapergeneralizedthemaincharacteristicsofcomputeraidedesignintroducedtheCADtechniquetotheengineeringdesignofwhattimeapplication.TheCADtechniquecanr

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

13、大提高了工作效率。原有靠經驗的傳統(tǒng)手工管理方式已經越來越不能適應現代化施工管理的要求，以計算機技術為代表的信息技術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，才能提高工程設計質量，保障公眾生命、財產的安全，維護社會公眾利益，為廣大人民群眾設計出更加安全舒適的建設項目。2.計算機輔助設計的特點2.1計算機輔助設計及相關問題計算機輔助設計是一種用計算機硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對產品或工程進行設計的方法和技術，

14、是一門多學科綜合應用的新技術。計算機在很多方面都可以協(xié)助人來更好地完成工作，從而進一步實現設計自動化。到目前為止計算機應用已經滲透到了工程設計的各個環(huán)節(jié)。計算機輔助設計算機輔助設計在工程設計中的應用鄒丹琦吉林醫(yī)藥設計院有限公司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）、產品數據

15、管理（PDM）、企業(yè)資源計劃（ERP）等技術一開始是各自獨立、平行地開發(fā)應用的，因而被稱為孤島技術。由于在技術上和應用上都密切相關，后來在工程實踐中這些技術逐漸結合在一起，為企業(yè)帶來了更大的經濟效益。計算機輔助繪圖主要解決工程制圖問題，是計算機輔助設計的一個組成部分，也是計算機輔助設計的一個重要的應用領域。2.2CAD技術的特點CAD技術是一項綜合性的集計算機圖形學、數據庫、網絡通訊等計算機及其它領域知識于一體的高新技術是先進制造技術的

16、重要組成部分；也是提高設計水平、縮短產品開發(fā)周期、增強行業(yè)競爭能力的一項關鍵技術。CAD能夠提高產品的設計質量，縮短科研和新產品開發(fā)周期，降低消耗，提高新產品的可信度，大幅度提高勞動生產率，實現腦力勞動自動化?？傮w來講，CAD系統(tǒng)具有縮短開發(fā)周期、提高設計質量、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)根本不可能產生經濟效益。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技術的幾點技巧為了使計算結構更科學，使截面配筋更合理，根據工程實際情況和設計規(guī)范的要求，筆者對電算結果進行必要的人工調整，避免不能盲目放大或減少，使得設計過于保守或者配筋不足造成隱患。3.1折減系數的調整實際工程中，由于框架梁在豎向荷載作用下支座負彎矩較大，因此經常考慮梁端混凝土塑性變形，引起內力重新分布，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0.7～1.0，PK軟件把支座調幅系定為0.85；我們可以根據工程需要，將計算文件打開進行調整，切記有懸挑梁的支座負彎矩不予調幅，把折減系數調整為1.0。3.2主次梁高度差的調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框架梁慣性矩系數的調整在現澆框架梁板中，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，我們可以根據實際情況進行調整，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調整為1.0。3.4框架基底剪力的調整對于框架－剪力墻結構，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。所以在計算結果時我們要調整框架柱梁的內力，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，為實現強柱弱梁的設計原則，建議取柱梁的線剛度之比大于1，對計算結果進行調整。4結束語工程質量越來越引起人們的重視

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

22、fCADinEngineeringDesignZouDanqiJiLinPharmaceuticalDesigningInstituteCoLtd.ChuangchunJilin130022摘要本文概括了計算機輔助設計的主要特點，介紹了CAD技術對工程設計中的幾點應用。通過CAD技術，可提高工程設計質量和勞動生產率，降低設計人員的勞動強度。關鍵詞計算機；輔助設計AbstractThepapergeneralizedthemainchar

23、acteristicsofcomputeraidedesignintroducedtheCADtechniquetotheengineeringdesignofwhattimeapplication.TheCADtechniquecanraisetheengineeringdesignqualityandthelaborrateofproductionlowerlaborstrengthofthedesigningpersonnel.K