CAD软件应用与建筑结构设计

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【摘 要】本文针对在工程设计过程中应用CAD软件所出现的问题,结合自己对PKPM系列建筑结构CAD系统软件的应用经验,计算机模拟技术是读图时代绿色建筑设计的一个有效的媒介工具,它在建筑集成设计中的应用必将使建筑集成设计大受裨益.文章介绍了AutoCAD应用中遇到的诸如特殊形式的尺寸公差标注、粗糙度标注、标题栏与明细表的填写及Dimedit和Change命令使用等一些实际问题的解决方法与技巧,提出在应用CAD软件进行结构设计的过程中应注意的问题.

【关 键 词】计算机辅助设计（CAD）；抗震设计；概念设计

随着我国经济的发展,社会的进步,计算机技术在我国的各行各业得到了广泛应用,并给社会带来了利好.这场以计算机技术为代表的新技术革命产生了很多新兴产业,同时也促进了传统产业的更新改造.作为国民经济传统的四大支柱产业之一的建筑业,是从事建造各类房屋和兴建各项土木工程的行业,而其中计算机模拟在建筑集成设计中业也得到了广泛应用,并促进了建筑设计的不断优化和整个建筑行业的规范和发展.结构工程师应用最多的就是平面框排架计算与绘图软件（PK）,它既是独立的计算和绘图软件,又可作为PKPM系列其它高层分析程序的接口软件,是结构工程师非常熟悉的.

一、CAD软件

（一）CAD概述.计算机辅助设计（CAD-ComputerAidedDesign）指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作.在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案；各种设计信息,不论是数字的、文字的或图形的,都能存放在计算机的内存或外存里,并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形,使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作.

国产CAD发展历程：中国CAD技术起源于国外CAD平台技术基础上的二次开发,随着中国企业对CAD应用需求的提升,国内众多CAD技术开发商纷纷通过开发基于国外平台软件的二次开发产品让国内企业真正普及了CAD,并逐渐涌现出一批优秀的真正优秀的CAD开发商,如中望CAD、CAXA、浩辰CAD、开目CAD、山大华天等等.在二次开发的基础上,部分顶尖的国内CAD开发商也逐渐探索出适合中国发展和需求模式的CAD,更加符合国内企业使用的CAD产品,他们的目的是开发最好的CAD,甚至是为全球提供最优的CAD技术.这当中,走在世界前沿的可以说是中望CAD、CAXA、浩辰CAD三家.

本世纪初众多学院已开设CAD课程,可见CAD课程的重要性越来越不可替代.

（二）用途与基本技术.工程制图：建筑工程、装饰设计、环境艺术设计、水电工程、土木施工等等.工业制图：精密零件、模具、设备等.服装加工：服装制版.电子工业：印刷电路板设计.广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、服装鞋帽、航空航天、轻工化工等诸多领域.基本技术主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等.在计算机辅助设计中,交互技术是必不可少的.交互式cad系统,指用户在使用计cad系统算机系统进行设计时,人和机器可以及时地交换信息.采用交互式系统,人们可以边构思、边打样、边修改,随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果,非常直观.图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来；对图形作平移、旋转、缩放、透视变换.

二、使用PKPM软件在设计中容易出现的问题

（一）PKPM软件.中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所是我国建筑行业计算机技术开发应用的最早单位之一.它以国家级行业研发中心、规范主编单位、工程质检中心为依托,技术力量雄厚.软件所的主要研发领域集中在建筑设计CAD软件,绿色建筑和节能设计软件,工程造价分析软件,施工技术和施工项目管理系统,图形支撑平台,企业和项目信息化管理系统等方面,并创造了PKPM、ABD等知名全国的软件品牌.PKPM没有明确的中文名称,一般就直接读PKPM的英文字母.命名是这样的：最早这个软件只有两个模块,PK（排架框架设计）、PMCAD（平面辅助设计）,因此合称PKPM.现在这两个模块依然还在,功能大大加强,更加入了大量功能更强大的模块,但是软件名称却不改了还是PKPM.PKPM是一个系列,除了建筑、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系统以外,目前PKPM还有建筑概预算系列（钢筋计算、工程量计算、工程计价）、施工系列软件（投标系列、安全计算系列、施工技术系列）、施工企业信息化（目前全国很多特级资质的企业都在用PKPM的信息化系统）

（二）使用PKPM软件在设计中容易出现的问题.在工程设计以及与其它设计人员交流的过程中发现：尽管采用了CAD进行设计计算,但许多结构设计人员并未接受过系统的专业知识学习,要得到用户满意的图像,一般要经历两个最重要的阶段,一个阶段是图像的产生,另一个阶段是图像效果的处理.而两个阶段用一个软件来完成,都有瑕疵.虽然初步掌握了一些建筑结构设计软件的使用,但是缺乏对整体结构概念的认识,过分相信计算机分析结果而出现结构计算模型与实际建筑物的较大差别.

1、超越规范要求进行设计,导致结构存在安全隐患.如今的建筑功能和技术都越来越复杂,建筑设计已经不再是一个人能够完成的任务了,从设计到使用,甚至是建筑使用周期的终结,如此,建筑的各个专业、施工方、业主、政府等都可以基于同一个三维建筑信息模型进行协同设计.以建筑信息模型作为平台的集成化设计,使设计的效率大大提高.生态建筑更是要求建筑能够采用多种生态技术以达到节能生态的要求,而很多时候各种看似有效地节能手段的叠加并没有起到与投入相对应的生态效果,有时反而会适得其反,在此基础上,集成设计才可以整合建筑的各项生态技术,通过场地优化、设备优化、装饰优化和施工方案优化等使之成为一个有机系统,发挥各子系统的长处.某些节能措施与建筑的其他方面相冲突.为避免这种情况发生,集成化设计要求建筑师、结构工程师、设备工程师等各专业人员在同一个平台上进行有效的协同设计.

2、平面框排架计算及绘图软件PK的应用.（1）框架绘图.有时计算结果显示梁柱超筋时,往往能够通过绘图,但是要注意此时的绘图结果有时是错误的,其显示的配筋情况可能比计算小得多,必须修改计算数据文件后,梁柱计算都不超筋时其绘图结果才是可信的.另外,在修改钢筋操作中对梁钢筋进行了通长修改后,一定要对所形成的施工图进行检查,使显示结果与绘图结果一致.（2）注意审查每一个柱的轴压比信息.PK软件对柱的超筋控制是以最大配筋率来控制的,有时虽然软件未显示柱的超筋信息,但并不能说明我们所选的柱截面是合适的.

【参考文献】

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[2]曲新.PKPM系列软件使用中应注意的问题[J].山西建筑,2007,33（9）：67-68.

[3]段习武.PKPM高层建筑结构设计软件应用若干问题的讨论[J].建材与装饰,2010（3）.

[4]黄小坤.高层建筑混凝土结构技术规程[J].土木工程学报,2010（3）.