計算機輔助設計
摘要：基于巖土工程設計中CAD（計算機輔助設計）軟件的多年使用經驗，通過依托計算機所編寫的樁位平面布置圖中樁位自動編號小程序在CAD中的使用，文章分析了CAD在工程設計中舉足輕重的作用，引申出自動化控制在建筑工程中的應用。
關鍵詞：建筑工程；工程設計；高新技術產業；自動化控制；計算機輔助設計
1自動化控制概述
隨著現代化進程的加快，電子計算機應用的普及，自動化控制開始沖擊著人們的視野及現實生活。它應用到社會的各行各業：工業、農業、國防等領域。由于它與人們的生產、生活密切聯系，因而發展迅猛，現在已成為了高新科技產業、先進制造技術的重要組成部分，在現代起到前所未有的巨大作用，使得社會生產率以成倍的速度飛速提高。自動化的出現，使人類走上了省時省力、高效便捷之路。自動化控制理念的引入以及電子計算機的普及，使得社會生產力與九十年代相比提升了一大截。何為自動化控制？簡言之就是非人工控制，即不需要人親自動手的情況下，利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規律運行。自動化控制體現在過程自動化、機械制造自動化、管理自動化三方面，例如我們常涉及的電氣自動化設備、自動生產線、可編程控制及其網絡、計算機輔助設計、制造及計算機監控管理系統等領域。自動化控制已成為現代化實現的條件和標志。隨著1946年第一臺電子計算機ENIAC的誕生，自動化控制加快了它的進程，十幾年后，工業方面出現了自動開關、自動作業、數控機床、加工中心、自動化倉庫、計算機輔助制造、計算機輔助設計及之后的人工智能機器人等，開始它從機械制造向智能制造的轉變。而在建筑工程的設計領域，應用最廣泛的便屬計算機輔助設計了。
2計算機輔助設計
2.1計算機輔助設計的概念及應用
CAD是ComputerAidedDesign的縮寫，即計算機輔助設計，指設計人員在計算機、圖形設備界面上進行設計工作。1972年10月，國際信息處理聯合會（IFIP）在荷蘭召開的“關于CAD原理的工作會議”上給出如下定義：CAD是一種技術，其中人與計算機結合為一個問題求解組，緊密配合，發揮各自所長，從而使其工作優于每一方，并為應用多學科方法的綜合性協作提供了可能。CAD功能強大，多個行業、領域均有用到。如建筑工程、裝飾設計、環境藝術設計、水電工程、土木施工中的工程制圖；精密零件、模具、設備的工業制圖；服裝加工中的服裝制版；電子工業中的印刷電路板設計等諸多領域。它有強大的、開放的用戶界面，以此為平臺供用戶發揮各自專業的技術特點。在建筑工程中，應客戶要求，設計通常要用計算機對不同方案進行比選；各種文字的、圖形的、數字的設計信息電子格式，都需存儲、修改、成圖，且能快速檢索。設計人員通常利用CAD從草圖開始設計，將草圖變為工作圖，繁重工作由計算機輔助完成；CAD可以完成圖形的編輯、放大、縮小、平移、復制和旋轉等有關的圖形數據加工工作，由CAD自動產生的設計結果，便于設計人員快速作出圖形，并可及時快速修改完善。
2.2計算機輔助設計應用實例———樁位平面布置圖中樁位編號的實現
2011年3月河北神池房地產開發有限公司在河北省平山縣擬建神池商廈項目商業綜合樓。高層部分設計采用框剪結構，筏板基礎，設計要求處理后復合地基承載力特征值fak達到430kPa；多層部分設計采用獨立基礎，框剪結構，設計要求處理后復合地基承載力特征值fak不小于400kPa。我公司承擔了該工程的地基加固處理工程設計與施工任務，設計采用素混凝土樁進行地基處理，經計算，確定復合地基面積置換率為9.5%，設計總樁數為2632根。設計方案需附《樁位平面布置圖》，其中每一根樁都需按順序編號，二千多根樁，我們在CAD中使用編號命令，僅用了一分鐘，從左至右，從上至下，準確、快速，使設計人員從單調、重復的編號工作中解脫出來，把主要時間和精力用在設計理念、設計方案、關鍵參數的思考上，快速交出用戶滿意的作品。而在該工程施工時，根據現場實際地質情況及設計要求，共完成素砼樁4083根。如此大的變更，我們借助計算機輔助設計，僅用4個小時就完成了設計方案的修改。在CAD中重新布樁后僅僅一分鐘即完成了樁位的重新編號。在CAD中調用一個“count”的程序小插件即完成了此項編號任務，由此可見它功能的強大。早在上世紀九十年代，我們所畫的《樁位平面布置圖》是通過直尺、三角板、圓規等工具手工繪制的，加班熬夜也需三四天才能完成，若需修改，只能重新再畫，遠不能滿足用戶需要，跟不上社會進步的步伐；進入二十一世紀后，計算機大范圍普及，借助計算機輔助設計，運用三、四個小時便可完成《樁位平面布置圖》的繪制，而當時給樁位編號時所用時間視布樁多少一般在三十分鐘以內。該小程序使CAD實現了《樁位平面布置圖》中樁位的半自動編號，即人工指定編號位置，CAD自動流水編號。雖是半自動，但相比手工繪圖編號，已大大節省了人力。而我們現在所用的“count”小程序，已實現了編號完全自動化，編號完成時間快到以秒計算。隨著科技進步，外部程序的功能提高、改進后，仍可在CAD中調用。由此可見CAD可以順應社會的發展變化，不斷提高自身以滿足用戶要求。
2.3計算機輔助設計的意義
計算機輔助設計已在建筑設計中廣泛應用，非常普及，已到了缺之便無法工作的境地。CAD在設計領域已無人不知、無人不曉、無人不用。在建設過程中設計是建設的靈魂，是其必要的前期階段，施工則是人們理念、目標的實現，是實體的建設。在建筑行業，自動化控制已成為其不可或缺的左膀右臂。
3結束語
分析表明，將自動化控制中的計算機輔助設計這一強大工具應用到設計工作中，會使得設計人員省時省力，修改便捷，作品準確、美觀。因此我們應重視CAD的應用，熟練掌握該項技能，使其成為設計人員的必備技能，讓CAD為我所用。在現代社會，高質高量高效，就代表巨大效益，而要實現此目標，自動化控制功不可沒。自動化控制改變了人們的工作理念及工作方法，使我們能夠高效完成工作任務。
參考文獻
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