土木工程CAD第一章

土木工程CAD教材:AutoCAD计算机辅助设计（土木工程类）编著:王茹雷光明出版社:人民邮电出版社平时成绩:作业+考勤考查方式:闭卷考试期末成绩:平时成绩（40%）+考试成绩（60%）主讲:乔婉风副教授手机-MAIL:Qiaowf@163.com第1章土木工程CAD技术简介1.1CAD技术与建筑设计CAD技术是利用计算机硬件和软件系统强大的计算功能和高效灵活的图形处理能力，帮助工程设计人员进行工程设计和产品设计与开发，以达到缩短设计周期、提高设计质量、降低成本、提高市场竞争力的一门先进技术。作为一项综合性的、技术复杂的系统工程，CAD技术涉及了众多学科高科技领域，如计算机硬件技术、工程设计知识与方法、计算数学、计算力学、计算机图形学、数据结构和数据库、有限元法、计算机网络、仿真技术等。CAD这门崭新技术已广泛渗透和普及于机械制造、航空、船舶、汽车、土木工程、电子、轻工业、纺织服装、大规模集成电路以及环境保护、城市规划等行业，成为代表与衡量一个国家科技与工业现代化水平的一个重要标志。

CAD技术在土木工程行业设计中的发展史：第一阶段性是利用计算机的计算能力和数据处理能力对设计文档进行归纳处理、解决结构的计算问题以及优化设计方案等；第二阶段是充分利用计算机的绘图功能来解决人工绘图，提高设计效率，俗称“甩图板”革命，这一阶段大大的促进了二维CAD技术的发展，带动了整个行业效率的提高，并一直延续发展到今天；第三阶段是针对复杂的建筑结构以及技术要求较高的工程项目，主要在建筑设计阶段，利用计算机的三维建模技术进行设计，充分发挥三维建模渲染技术以及碰撞检查等优点，这一阶段倡导了3D技术的应用，并推动了4D技术在工程管理中的发展；第四阶段是随着发生网络技术的发展、向性能计算机的出现，异地、协同、虚拟设计以及实时仿真等技术的逐步应用。

1.2常用建筑CAD软件简介1.AutoCADAutoCAD是美国Autodesk公司开发一个交互式绘图软件，是用于二维及三维设计、绘图的系统工具，用户可以使用它来创建、浏览管理、打印、输出、共享及准确复用富含信息的设计图形。AutoCAD目前是世界上应用最广的CAD软件之一，由于AutoCAD软件设计的初衷是服务于二维绘图，因此在二维图形的辅助设计方面功能强大，使用方便，成本低廉，受到广大用户的喜爱，它在二维CAD的市场占有率位居世界第一。AutoCAD软件具有以下特点：1.具有完善的图形绘制功能；2.具有强大的图形编辑功能；3.可以采用多种方式进行二次开发或用户定制；4.可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力；5.支持多种硬件设备；6.支持多种操作平台；7.具有通用性、易用性，适用于各类用户。2.天正CAD

天正软件是由北京天正工程有限公司以AutoCAD为平台二次开发的建筑软件。目前天正软件已发展成为以天正为龙头的包括暖通、给排水、电气、结构、日照、市政道路、市政管线、节能、造价等专业的天正CAD系列软件。3.PKPM系列软件

PKPMCAD是中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所自主研究的CAD软件，它是一套集建筑、结构、设备（给排水、采暖、通风空调、电气）设计于一体的集成化CAD系统。4.BIM(BuildingInformationModelling)技术应用

①BIM的定义：

BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达BIM的结构是一个包含有数据模型和行为模型的复合结构，它除了包含与几何图形及数据有关的数据模型外，还包含与管理有关的行为模型。BIMCAD系统中的三维实体是包含了空间几何、材料、构造、造价等全信息虚拟构件或物体，因而可用于模拟现实世界的行为，例如模拟建筑的结构应力状况、围护结构的传热状况。BIM技术的核心是信息的共享与转换常用BIM软件1.REVIT美国Autodesk公司AutodeskRevitarchitectureAutodeskRevitMEPAutodeskRevitStructure2.ArchiCAD匈牙利Graphisoft公司3.Nemetschek

architect德国Nemetschek公司国内的BIM代表软件有广联达、PKPM、上海的鲁班，深圳的斯威尔②BIM软件

③关于IFC(IndustryFoundationClass)

IFC即建筑对象的工业基础类数据模型标准是由国际协同联盟（International

Alliance

for

Ineteroperability——IAI）在1995年提出的标准，该标准是为了促成建筑业中不同专业，以及同一专业中的不同软件可以共享同一数据源，从而达到数据的共享及交互。IFC数据模型覆盖了AEC/FM中大部分领域，并且随着新需求的提出在不断地扩充。

IFC标准是一个类似面向对象的建筑数据模型。IFC模型包括整个建筑整个生命周期内的各方面的信息，其中包含的信息量非常好大而且涵盖面广。IFC标准的目的是支持用于建筑的设计、施工和运行的各种特定的软件的协同工作，正因为如此，IFC标准是目前对建筑物信息描述最全面、最详细的规范。

IFC标准是一个计算机可以处理的建筑数据表示和交换标准图幅代号尺寸代号A0A1A2A3A4B×l841×1189594×841420×594297×420210×297c105a25表2-1图幅尺寸表(mm)2.1建筑制图基本知识图纸幅面第2章建筑制图与AotoCAD基础知识标题栏幅面线对中标志对中标志b装订边lccac会签栏al标题栏对中标志对中标志装订边会签栏bcca图纸幅面代号及格式××建筑设计研究院建设单位:××房地产开发公司设计号02P-001项目名称:××住宅:图别初步项目负责(实名)(签名)校对(实名)(签名)平面图图号01/25审定设计比例1:100审核制图日期某设计院标题栏452402.2AutoCAD操作的基本知识2.2.1AutoCAD工作界面AutoCAD的工作界面是为用户提供的初始绘图环境，首次启动后AutoCAD的绘图界面通常不能满足土木工程制图的要求，因此要设置工作空间来创建符合要求的工作界面。AutoCAD中的工作空间是由分组组织的菜单、工具栏、选项板和功能区控制面板组成的集合，用户可以在专门的、面向任务的绘图环境中工作。使用工作空间时，只会显示与任务相关的菜单、工具栏和选项板。此外，工作空间还可以自动显示功能键区，即带有特定任务的控制面板的特殊选项板。

AutoCAD中定义了3个基于任务的工作空间：二维草图与注释、三维建模和AutoCAD经典，这三个空间可以任意切换，土木工程专业制图通常选择AutoCAD经典的界面绘图。标题栏：在屏幕的顶部，其中有显示了软件的名称，当前打开的文件名，默认文件名是”drawing1.dwg”菜单栏:它提供了AutoCAD经典界面的所有菜单文件，用户只要单击任一主菜单，便可以得到它的一系列菜单下拉菜单：包括了AutoCAD几乎所有的命令。带箭头的菜单和带“…”的菜单快捷菜单：按鼠标右键弹出或按SHIFT+鼠标右键工具栏标准工具栏、对象特性工具栏、绘图工具栏、修改工具栏等29个工具栏。工具栏的有关操作工具栏的浮动工具栏的关闭工具栏的固定工具栏的调整绘图区：是操作界面上最大的空白区域，也称为视图窗口、视窗，它是用于绘图的区域，其中有十字光标、坐标系图标，其中的模型、布局1和布局2选项卡是图纸空间和模型空间的转换开关。命令提示窗口：它由命令和命令历史窗口组成。命令行显示的是用户通过键盘输入的命令信息，而命令历史窗口中含有AutoCAD启动后的所有信息中的最新信息。命令历史窗口与绘图窗口之间通过F2功能键进行切换。在绘图时，用户要注意命令行的各种提示信息，以便准确快捷地绘图。命令窗口的大小和位置都可以由用户确定。信息中心：用户可以利用信息中心以关键字或短语的形式查询和搜索各种信息源，用户还可以通过该中心轻松地访问产品更新和通告。状态栏：左面为一些绘图辅助命令的开关和设置，右面有如下主要按钮：锁定与解锁按钮:用来锁定或解锁指定的工具栏和窗口位置的大小全屏显示与模型空间、布局视口和模型视图一起保存的设置。与注释对象有关的图形特性的比例。2.2.2基本操作输入方式:键盘输入、菜单输入、工具栏输入重复执行：按空格键、回车键、利用快捷菜单（按鼠标右键）等透明执行命令：指在其他命令正在执行的过程当中也可以嵌套地执行的另一个命令。命令前加“‘”取消命令(ESC)撤消上一次操作(U)恢复已撤消的操作(REDO)右键快捷菜单当选取不同的操作对象或在不同的操作步骤下右击时,显示的快捷菜单是不同的2.2.3

AutoCAD坐标系统和数据输入方式AutoCAD有两种坐标系：世界坐标系（WCS）:默认坐标系用户坐标系（UCS）:可移动坐标系，由用户自定义数值的输入坐标的输入绝对坐标10,10直角坐标相对坐标@10,10绝对坐标100<30极坐标相对坐标@100<30距离的输入1.用键盘在命令行直接输入距离数值；2.用光标在屏幕上指定两点，以两点的距离作为输入数值角度的输入1.用键盘在命令行直接输入角度值2.可以用光标要屏幕上定位两点，这两点间的连续与X轴正方向的夹角作为角度输入数值，两点连线的正方向为起始点到终点的方向3.有时可以输入一点，则将该点作为角度输入的终边上的一点动态数据输入当“动态输入”启用时，光标附近会出现一个命令界面，使用户可以专注于绘图区域，无需观看命令窗口的提示，方便绘图在状态栏中单击DYN按钮可以打开或关闭动态输入窗口2.2.4精确绘图功能的设置

对象捕捉对象捕捉将指定点限制在现有对象的确切位置上(即对象的特殊点上),从而可以迅速精确地定位.[操作]工具栏:状态栏:对象捕捉或按F3快捷菜单:SHIFT+鼠标右键命令行:OSNAP[对象捕捉的设定]状态栏:对象捕捉(按鼠标右键)/设定菜单:工具/草图设置快捷菜单:[对象捕捉模式]端点中点圆心节点象限点交点插入点延伸垂足切点最近点外观交点平行自点过滤器取选定点的X,或Y或Z或XY,或XZ或YZ坐标，输入另一坐标两点之间的中点：任意两点中的中点临时追踪点：创建对象捕捉所使用的临时追踪点自动追踪有助于按指定角度或与其它对象的指定关系绘制对象.包括两种追踪:极轴追踪和对象追踪极轴追踪状态栏:极轴快捷键:F10菜单:工具/草图设置/极轴追踪/启用极轴追踪[选项]增量角:设置用来显示极轴追踪对齐路径的极轴角增量。附加角：对极轴追踪使用列表中的任何一种附加角度新建：最多可以添加10个附加极轴追踪对齐角度删除：删除选定的附加角度对象捕捉追踪设置：设置选项。仅正交追踪：当对象捕捉追踪打开时，仅显示已获得的对象捕捉点的正交（水平/垂直）对象捕捉追踪路径用所有极轴角设置追踪：如果对象捕捉追踪打开，则当指定点时，允许光标沿已获得的对象捕捉点的任何极轴角追踪路径进行追踪极轴角测量：设置测量极轴追踪对齐角度的基准绝对：根据当前用户坐标系确定极轴追踪角度相对上一段：根据上一个绘制线段确定极轴追踪角度对象捕捉追踪使用对象捕捉追踪，可以沿着基于对象捕捉点的对齐路径进行追踪。已获取的点将显示一个小加号（+），一次最多可以获取7个追踪点。获取点之后，当在绘图路径上移动光标时，将显示相对于获取点的水平、垂直或极轴对齐路径。2.2.5文件管理功能打开文件另存为:保存模板文件（.DWT）;或其它版本的用户文件保存文件.dwg