下载文档原格式
土木工程CAD技术第1章引言1.1CAD的基本概念1.1.1CAD的概念CAD技术的核心：用计算机表现设计成果：物体形状、属性。
关键：用计算机处理图形1.1.2CAD理论基础计算机图形学、计算机绘图、有限元方法1.1.3CAD技术基础软件工程技术、图形图像处理技术、数据管理技术、数据交换技术、人机交互技术、工程分析技术1.2CAD的目的和意义1.2.1工程及产品设计的特点1.2.2CAD的目的通过让人机结合，优势互补1.2.3CAD的意义1.3CAD的发展及应用领域1.3.1发展历史1.3.2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第2章CAD系统概论2.1CAD系统组成硬件、软件、网络2.2CAD系统分类2.2.1CAD系统分类2.2.2土木CAD系统分类2.3通用CAD系统2.4土木工程设计阶段CAD系统2.4.1土木工程设计阶段划分2.4.2设计阶段各专业配合2.4.3对CAD系统的需求（6条）2.4.4设计阶段典型CAD举例2.4.4.1建研院PKPM2.4.4.2Autodesk BLM系列（BIM）Revit建筑设计软件系统,Buzzsaw多参与方系统工作网络平台（多阶段多专业）2.5土木工程施工阶段CAD系统2.5.1施工阶段划分2.5.2对CAD的需求2.5.3施工阶段典型CAD系统2.5.3.1斯坦福Project4D2.5.3.2清华建筑施工4D管理系统2.5.3.2清华ePIMS+2.6CAD系统选型2.6.1选型方法需求分析：适用性分析、效率分析、收益分析、风险分析系统性能评估2.6.2硬件选型2.6.3软件选型第3章计算机图形技术3.1概述3.2图形生成3.2.1常用的坐标系3.2.2基本图形元素（矢量光栅）3.2.3生成直线段的算法3.2.3.1光栅图形直线段的生成3.2.3.2生成的直线段（编程）3.2.4生成直线图形的算法3.1.4.1矩形的生成（两点式、点差式）3.2.4.2正多边形的生成3.2.5生成曲线图形的算法（曲线插补法、用一系列直段逼近一条曲线）3.2.5.1曲线的表示方法（显式、隐式、参数）3.2.5.2曲线参数拟合（例子）3.2.5.3抛物线样条曲线3.3图形几何变换3.3.1图形几何变换的概念基本方法：以点的几何变换为基础、使用变换矩阵表示点的变换规律3.3.2二维图形几何变换（平移旋转镜像组合实例）3.3.3三维图形几何变换3.3.4图形的投影变换（正平行投影、透视投影）3.4图形显示处理3.4.1图形的窗口和视口变换3.4.2图形裁剪3.4.2.1二维线段的裁剪（矢量裁剪法9个部分的例子）3.4.2.2多边形的裁剪（逐边裁剪法）3.4.2.3字符的裁剪3.4.2.4三维图形的裁剪3.5工程制图程序的设计3.5.1用计算机绘制工程图的方法3.5.2工程图形绘制方法1直接绘图法2.基本图素拼合法3.参数绘图法3.5.3建筑结构CAD系统中的图形功能第4章三维建筑造型4.1概述4.2三维几何模型4.2.1线框模型（数据结构：顶点表、边表）4.2.2表面模型（数据结构：顶点表、边表、面表）4.2.3实体模型（数据结构：体素调用、扫描变换、空间点列、单元分解、边界表示、结构实体几何）4.3三维真实感图形显示4.3.1消隐处理4.3.1.1单个凸多面体的消隐处理（面可见性判别方法：矢量计算法）4.3.1.2任意平面体的消隐处理（最大最小试验、包含性试验、深度检验）4.3.2明暗效应处理1.物体表面颜色和亮度2.物体表面的质感3.光照下的物体阴影4.透明物体的透明效果和镜面物体的镜象效果4.3.2.1表面明暗效应的影响因素1.光照特性2.物体表面特性3.物体周围环境4.3.2.2光照模型1.环境光：任何方向上光的强度都相同2.漫反射光3.镜面反射光4.透明度5.色彩4.3.3真实感图形生成算法（渲染）扫描线算法光线追踪算法4.4AutoCAD三维建筑造型4.4.1概述功能：1.建立三维几何模型（简称“三维建模”）2.编辑三维模型3.三维图形的消隐4.三维图形的渲染（真实感图形显示）4.4.2AutoCAD三维绘图基础4.4.2.1用户坐标系世界坐标系(WCS)和用户坐标系(UCS)：前者固定，后者可移动；改变UCS只会改变坐标系的原点和倾斜度。
土木工程CADCAD（计算机辅助设计）在土木工程领域扮演着至关重要的角色。
它不仅提高了设计效率，还改善了项目的质量和准确性。
本文将探讨土木工程CAD的应用和优势。
一、土木工程CAD的基本概念CAD是一种利用计算机软件辅助进行设计、绘图和分析的技术。
土木工程CAD是专门用于土木工程设计和规划的CAD软件。
它利用图形化界面和各种功能模块，帮助工程师更好地进行土木工程的设计、分析和施工。
二、土木工程CAD的应用领域1. 建筑设计：土木工程CAD能够帮助设计师快速绘制建筑平面图、立面图和剖面图，同时进行土地利用和布局规划。
它还可以模拟建筑物的结构和承载力，提供设计优化方案。
2. 土地开发和规划：土木工程CAD可以帮助工程师评估土地可行性，包括地质勘察、水文分析和环境影响评估等。
它还可以进行土地规划和用地分区，确保土地利用的合理性和可持续性。
3. 道路和桥梁设计：利用土木工程CAD，工程师可以设计道路的平面布置、纵断面和横断面。
它还可以模拟车辆通行情况和交通流量，进行道路设计的优化和改进。
同样，桥梁的设计和分析也可通过CAD软件进行。
4. 水资源工程：土木工程CAD在水利工程中的应用非常广泛。
它可以进行水资源模拟与管理、水库规划和设计、泄洪预测和河道治理等。
通过CAD软件，工程师能够更好地预测和解决水资源方面的问题。
5. 环境工程：土木工程CAD还可以应用于环境工程领域。
它可以模拟大气、水体和土壤的污染传输和扩散。
此外，它还可以评估环境影响，提供环境管理和保护的解决方案。
三、土木工程CAD的优势和意义1. 提高了设计效率：相比手工绘图，土木工程CAD可以大大提高设计师的工作效率。
它提供了丰富的绘图工具和快捷操作，减少了重复性劳动和出错的可能性。
2. 改善了设计准确性：CAD软件具有高精度和精确的计算能力，可以避免人为因素引起的误差。
设计师可以更好地控制和调整设计参数，提高设计的准确性和一致性。
3. 优化设计方案：土木工程CAD具备模拟和分析功能，可以评估不同设计方案的优劣。
利用CAD软件进行土木工程设计与施工图CAD是计算机辅助设计的缩写，是一种专业软件工具，在土木工程设计中起到了至关重要的作用。
通过CAD软件，土木工程师可以更加高效和精确地进行设计和制作施工图。
下面，我将介绍一些常用的CAD软件的使用技巧和一些建议，希望能给读者带来帮助和启发。
1. 画布设置在开始设计之前，先设置画布是非常重要的。
选择正确的画布大小和比例，可以确保设计的准确性和可读性。
在CAD软件中，使用布局和界面功能，可以轻松设置画布的大小、比例和单位。
以厘米或米为单位设置画布是常见的选择，可以根据具体需求进行调整。
2. 绘制基础线框土木工程设计的第一步是绘制基础线框，这是建立设计的基础。
在CAD软件中，可以利用线、圆、多边形等基本绘图工具来创建线框。
画直线时，可以使用直线工具或绘制命令，通过指定端点或长度来绘制。
画圆时，可以使用圆工具或绘制命令，通过指定半径或直径来绘制。
3. 土方设计土方设计是土木工程设计中的一个重要环节。
通过CAD软件可以方便地进行土方计算和设计。
在CAD软件中，可以使用多边形工具来绘制土方区域的轮廓。
使用CAD软件的填充功能可以填充土方区域，使其更加直观。
同时，可以利用CAD软件的计算功能，计算土方区域的体积和质量。
4. 绘制建筑元素土木工程设计经常涉及到建筑物的设计，包括房屋、桥梁、隧道等。
在CAD软件中，可以使用矩形工具、圆角矩形工具和多边形工具等来绘制建筑物的基本形状。
然后，可以使用CAD软件的修改功能，对建筑物进行编辑和调整，以满足设计需求。
5. 绘制道路和管道道路和管道是土木工程设计中的常见要素。
在CAD软件中，可以使用直线工具、多段线工具和曲线工具来绘制道路或管道的中心线。
然后，利用CAD软件的修剪功能，对中心线进行修剪和连接，形成完整的道路或管道。
最后，可以使用填充功能，给道路或管道添加材质和颜色。
6. 生成施工图完成土木工程设计后，需要制作施工图纸。
在CAD软件中，可以使用尺寸标注工具和文字工具，为设计添加标注和注释。
利用CAD软件进行土木工程设计土木工程设计是建筑行业中至关重要的一环。
随着科技的发展，计算机辅助设计（CAD）软件逐渐成为土木工程师们不可或缺的工具。
CAD软件可以帮助土木工程师进行精确绘图、设计和分析，提高工作效率和设计质量。
本文将介绍如何利用CAD软件进行土木工程设计以及一些使用技巧。
首先，CAD软件的核心功能是绘制和编辑图纸。
在进行土木工程设计时，我们可以利用CAD软件绘制建筑平面图、立面图、剖面图等。
绘图时，可以使用软件提供的各种绘图工具，例如直线工具、多边形工具、圆弧工具等。
另外，CAD软件还支持图形编辑功能，可以对已绘制的对象进行编辑、移动、旋转和缩放等操作，使得设计更加灵活精确。
其次，CAD软件还提供了一些高级功能，如三维建模和渲染。
三维建模功能可以用来创建具有立体感的建筑模型，使得设计更加直观。
在三维建模过程中，可以通过拖拽、拉伸和倾斜等操作来创建立方体、圆柱体、锥体等基本几何体，然后再通过组合和布尔运算等操作来创建复杂的建筑物。
渲染功能可以将三维模型进行真实感渲染，给予材质和光照效果，使得设计更加逼真。
另外，CAD软件还支持进行土木工程分析和模拟。
例如，在桥梁设计中，可以利用CAD软件进行结构分析，评估桥梁的荷载承受能力和变形情况。
在水利工程设计中，可以使用软件进行水流模拟，分析水流的流速和压力分布。
这些分析和模拟结果可以帮助工程师提前发现潜在问题，并优化设计方案。
在使用CAD软件进行土木工程设计时，还有一些使用技巧可以提高效率。
首先，合理设置图层。
通过将不同类型的对象放在不同的图层上，可以更好地管理图纸，方便修改和显示。
其次，充分利用CAD软件的快捷键和命令。
熟悉常用的快捷键和命令，可以加快绘图速度。
此外，也可以根据需要自定义一些常用的快捷键，进一步提高工作效率。
最后，定期备份设计文件。
CAD软件在使用过程中可能会出现意外崩溃或文件损坏等情况，因此定期备份设计文件是非常重要的。
