AutoCAD在建筑设计中应用 19页

AutoCAD在建筑设计中应用 重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文） 题目 AutoCAD在建筑设计中的应用 学生所在校外学习中心 浙江省省级机关校外学习中心 批次 层次 专业 工程管理（工程建设管理方向） 学 号 ‎ ‎ W10107684 学 生 包增辉 ‎ ‎ 指 导 教 师 李连宏 ‎ ‎ 起 止 日 期 2012年2月27日-2012年4月26日止 摘 要 随着计算机的普及，计算机软件在工程设计领域的应用越来越广泛。在机械、电子、建筑等行业，应用计算机软件进行产品设计的CAD软件也非常丰富，使产品设计人员能高效率地进行各自领域的产品分析、设计等工作。这些应用于工程设计领域的CAD软件有AutoCAD、MATLAB等。这些软件极大地提高了机械、电子等行业的产品设计的质量与效率，是目前领域应用最广泛的软件，是工程设计领域中最有用的辅助设计软件。 关键词：CAD软件 计算机 工程设计 高效率 ‎ ‎ 目 录 摘 ‎ ‎ 要 Ⅰ 1.引言 1 2.AutoCAD的应用及开发环境 1 3.AutoCAD系统的基本运用 2 3.1系统安装 2 3.2 建立绘图样板 2 4.AutoCAD 绘制建筑图的技巧 4 4.1 使用模板文件 4 4.2 善于总结绘图技巧 4 4.3 大量使用修改命令 5 4.4 注意与专业软件相结合 5 5.AutoCAD在工程设计绘图中的优缺点 5 5.1 AutoCAD在工程设计绘图中的优点 5 5.1.1 劳动强度降低、图面清洁 5 5.1.2 设计工作的高效及设计成果的重复利用 5 5.1.3图纸资料保管方便快捷 6 5.1.4设计理念的改变 6 5.2 AutoCAD在工程设计绘图中的缺点 6 5.2.1 AutoCAD较浪费资源 6 5.2.2 AutoCAD技术存在不可靠性 7 5.2.3 AutoCAD工程绘图与人工绘图对比 7 6.AutoCAD的二次开发工具及面向对象的编程技术 7 6.1 第一代开发工具———AutoLISP 7 6.2 第二代开发工具———ADS 8 6.3 第三代开发工具———ARX、ObjectARX、VBA、Vi－sualLISP 8 7.结语 9 参考文献 9 1.引言 随着网络信息技术的发展, AutoCAD制图明显地改变了工程技术人员的设计理念，是每个工程设计人员必须掌握的一门技术。随着AutoCAD工程绘图技术的不断发展,其覆盖的工作领域也不断地扩大,在工程设计中,初步设计、分析计算、绘制工程、统计优化都有着AutoCAD的应用。所以, ‎ AutoCAD工程绘图技术的应用正有力而迅速地改变着传统的工程设计方法和设计生产的管理模式。 AutoCAD制图比传统图板画图具有很多优越性, AutoCAD工程绘图技术以简单、快捷、存储方便等优点已在工程设计绘图中承担着不可替代的重要作用。现在很多工程都应使用了计算机进行辅助设计和辅助绘图,尤其建立了计算机网络辅助设计与管理后,不仅提高了设计的质量,缩短了设计绘图的时间,而且创造了很好的经济效益和社会效益。AutoCAD工程绘图技术的应用能让工程设计人员在更加广阔的天地里施展才华。但随着AutoCAD绘图在工程中的大量应用及其技术的成熟,它的一些缺点也暴露无遗,一部分人不太接受这一技术,认为它限制了工程建筑设计业的发展。 2.AutoCAD的应用及开发环境 ‎ AutoCAD是专门用于计算机辅助绘图设计工作的软件，它是由美国Autodesk公司研制开发的，AutoCAD软件是一个具有高效率、非常容易学容易用的绘图工具，它是集图形的处理、产品的设计、图形数据的管理以及网络技术于一体，为广大客户提供了强大的设计功能，Autodesk具有很多优点：提供了一个全真的关联标注功能，使得已有的尺寸标注可以随着几何对象的改变而自动更新，大大提高了绘图效率；图层管理器具有将图形从一个图层结构转换成另一个图层结构的功能，还可以保存上一个图层状态；还具有与Windows剪贴板之间进行文件数据的共享和交换、与3DS等软件进行交换的功能。 图形编辑功能和数据管理能力是AutoCAD具有的强大功能，我们可以把它当作工作平台，可以实现处理模块的图形显示、图形编辑和数据管理等功能；三维绘图空间可以正确地输入空间点坐标，使得我们以立体图的形式精确输入信息数据成为可能。AutoCAD作为可供丰富的二次开发的图形平台，其系统的稳定性经过了长时间检验。实践证明 AutoCAD 不仅是一个绘图工具，而且是一个可供二次开发的绘图系统，如国内建筑行业的天正CAD就是用AutoCAD开发的。 3.AutoCAD系统的基本运用 3.1系统安装 以DOS操作系统、AutoCAD12.0为例，先安装AutoCAD，再安装ACE，进人AutoCAD，系统诸求配置，依次配置显示器、绘图仪、鼠标或数字化仪，保存设置后进人AutoCAD图形编辑画面，英文菜单全部汉化。 3.2 建立绘图样板 ‎ 在AutoCAD系统中有一个ACAD.DWG文件，这是系统提供的图形样板文件。它的功能是为用户在建立新的图形文件时提供各种AutoCAD图形环境设定的初始值，也就是提供一个初始的工作环境。文件中没有图形实体，但它对图形文件建立一个构架，对系统变量设置初值。内容包括图形边界的设定、单位制、图层、线形、颜色、字型的设定、实体、图块、视图、视口、坐标系的数据框架、尺寸标注变量和各种命令参数初值的设定等等。建筑结构设计人员可以设定一个相对稳定的专业图形工作环境，建立自己的样板文件。这样，每当设计绘制一个新的工程时，就不必都要对图形环境进行一次设定。 下面是建筑结构专业所用的环境设定: a、 定义建筑结构标注箭号:先用Pline画一条宽0.45~，角度45度，长度3mm的短斜线，并将其定义成一个块，取名dxx，键人命令ddim，弹出对话框，选自定箭号，名为dxx。填写如图: b、 建筑结构图中标注尺寸很少用到小数，通常应将标注有效位数设定为“0”。 c、 定好常用的几种汉字字型，比如系统中有三种汉字形文件:hztxt.shx，hzfs.shx，hzht.shx，分别是宋体、仿宋和黑体，用st刃e命令依次设定，输命令后，输人字型名称“hztxt”，点取“键人T”按钮，再有键盘书人，’txt，hztxt”。其它字体也是同样。 d、 点下拉菜单ACE/“调整中西文比例”，调整西文的大小，以免西文字符过大。 e、 点取下拉菜单“文件”/“赋名存盘”，弹出对话框，输人文件名TJAcAD.dwg为样板图名，存人C:＼CAD＼SUPPORT子目录中。 f、 部分系统变量设定值: ‎ ‎ LTSCALE=5 (线型比例) PDMODE=2 (小十字为点符号) OSMODE=33 (捕点方式为INT，ENDP) DIMTAD=1 (数值标注在尺寸线上) BLTPMODE=0 ‎ ‎ (绘图不留辅助标记)..·…最后存盘退出AutoCAD。 做好上述工作后，一个最基本的建筑结构绘图环境就做好了。以后每次画图之前，只要点取“文件”/“新建”，输人样板文C:＼ACAD＼SUPPORT＼TJACAD.DwG，再输人新的绘图文件名就可以开始工作了。 4.AutoCAD 绘制建筑图的技巧 4.1 使用模板文件 在建筑绘图中，我们一方面要遵守相关的规范，比如说图纸大小、标题栏和会签栏的规格，还有粗细要分明、字体有深浅和尺寸标注等；另一方面我们会有时使用一些样版和绘图环境的设置，比如说图层设计、图形单位、捕捉、栅格等，我们就可以将这些常用的工具另保存为一个模板文件，其扩展名为 dwt。这样，我们每次画图之前就可以先打开保存好的模板文件，然后在这基础上进行绘图，从而节省了很多时间。 4.2 善于总结绘图技巧 当我们掌握了AutoCAD ‎ 的基本绘图指令和编辑各项命令后，就可以结合实际的建筑绘图特点，总结出一些比较快捷的绘图方法。比如说在预留门窗洞这个支点上，部分书籍和电脑上解释的方法是在绘制好轴线后，再使用多线绘制墙体，然后炸开墙体，并在需要插入门窗的位置对墙体进行修剪，从而留下门窗的位置。使用这样的方法，不仅比较繁琐，容易出错，而且日后不易修改。现在我们可以这样做，在绘制好轴线时，先使用断开命令在轴线的适当位置进行打断，然后绘制墙体，这时绘制好的墙体就不会有多余部分，减省了修剪这一步，从而方便地插入门窗块，并且我们没有炸开墙体，以后在修改的时候也是非常方便的。 4.3 大量使用修改命令 CAD 绘图的工作人员都知道，一幅图的 60%--70%都是修改的。我们一方面可以用自己熟练掌握的修改命令来修改图纸，另一方面也要多留意修改的快捷方法，AutoCAD 所提供的夹点就具有这方面的强大修改功能。通过控制夹点就能进行一些基本的修改操作，比如说 COPY、MOVE 以及改变图形所在的图层等基本操作等。而且不同的图形，还具有特殊的操作，比如通过节点操作就可以完成门窗的大小和位置的改变。 4.4 注意与专业软件相结合 在建筑设计单位，现在经常用的都是专业的绘图软件，其中最为代表性的是 PKPM 和天正系列。这些软件都具有智能化菜单系统，全新的专业化标注系统、综合全面的图库、增强的立剖面绘图功能和自定义对象技术构造专业构件等强大功能，使用起来是非常方便的。我们在系统学习完 AutoCAD ‎ 后，就可以学习专业软件，为以后的工作打下基础。 5.AutoCAD在工程设计绘图中的优缺点 5.1 AutoCAD在工程设计绘图中的优点 AutoCAD工程绘图技术的长处使得工程技术人员随心所意,主要表现在以下几个方面。 5.1.1 劳动强度降低、图面清洁 手工绘图时,如果出现差错,修改时费时费力,甚至从头来过,图面修修补补显的脏乱,如底图破损或改动太大只有重新描绘。而使用AutoCAD绘图则可以做你想做的任何事情,它可以返回到你画错之前的那一步并随意修改图纸。使用AutoCAD工程绘图软件使绘图真正做到了方便、整洁、随意、清洁、轻松。 5.1.2 设计工作的高效及设计成果的重复利用 AutoCAD工程绘图具有复制功能,可以复制一些相近、相似的工程设计,图纸只要简单修改一下就行了,或者直接套用,应用AutoCAD工程绘图软件就可以将工程建筑施工图直接转成所需的底图,使工程技术人员不会在描绘施工底图上浪费时间。而且现在流行的AutoCAD软件大多提供了丰富的分类图库、通用详图,工程技术人员需要时可以直接调入,重复工作越多,这种优势越明显,并提高了设计工作的精度和效率。其速度也是手工计算绘图无法比拟的。 5.1.3图纸资料保管方便快捷 ‎ AutoCAD工程绘图软件制作的图纸、图像文件可以直接存储在电脑的硬盘和软盘上,资料的保管、使用较为方便。更可以将以前的图纸通过扫描仪输入电脑,避免了以往因资料受潮、模糊不清及破坏性查阅造成的损失。应用此技术后管理资料的工作更具备了科学性,只要一台电脑就可以将一切图纸资料管理的井井有条。 5.1.4设计理念的改变 AutoCAD工程绘图技术的智能化将部分取代设计师的一些设计工作,而AutoCAD工程绘图,对设计的标准化、产业化将起着巨大的推动作用。随着信息、网络技术的发展,招投标设计、各地区合作设计也将普及。能够在第一时间掌握科技信息,就能跟上世界的步伐，通过一根电话线“在家工作”也将成为可能。 5.2 AutoCAD在工程设计绘图中的缺点 AutoCAD技术在给工程建筑设计业带来巨大效益的同时，也会有一定的负面影响。 5.2.1 AutoCAD较浪费资源 AutoCAD是一项具有高科技含量的技术,一名设计师要想熟练掌握AutoCAD软件大概需要用半年到一年的时间。可是在当今社会，科技发展的速度很快，人们学习技术的脚步远远追不上电脑及Auto-CAD软件的更新,工程技术人员不得不花费大量时间应付这些变化。AutoCAD的复杂、难懂使得某些工程技术人员望而却步。如工程局,设计院还得专门设立、配备电脑操作维修人员。AutoCAD对人力、时间的浪费可见一斑。其次, ‎ AutoCAD对物质财力的浪费更甚。以往只需工程师、绘图员就能完成的工作,要实现微机绘图其硬件设备需要很多:电脑、工作站、绘图仪、复印机、扫描仪、操作人员、数码相机、维修人员等的投资很大。 5.2.2 AutoCAD技术存在不可靠性 AutoCAD技术使得工程技术人员不得不面对计算机病毒, AutoCAD软件在0更新升级和电脑资料的保存等环节上，本身就存在一些不稳定因素,若上述一个或几个原因出现工程技术人员就得停止工作,就得去解决这些因素，耽误设计时间。或者由于工程技术人员的误操作或对AutoCAD知识掌握不够,可能辛苦几天甚至几年的设计成果有可能被误删、覆盖等其工作成果就将付之东流。 5.2.3 AutoCAD工程绘图与人工绘图对比 手工与AutoCAD绘图相比之下, AutoCAD绘制的图纸虽然正式、快捷,但它绘制的图纸缺乏灵气、质感不美观、线条、字体单一、细微之处未能达标,它更缺少手绘图所体现的个性。 6.AutoCAD的二次开发工具及面向对象的编程技术 目前，对于AutoCAD2000及以上版本，用户能够使用的二次开发编程工具主要有AutoLISP、ADS、ARX、ObjectARX、VBA、VisualLISP等。AutoCAD 的二次开发经历了三代，以下对三代开发工具进行浅析：6.1 第一代开发工具———AutoLISP AutoLISP是一种用于AutoCAD环境的解释性程序设计语言。是嵌入 AutoCAD 内部的 COM-MONLISP ‎ 的一个子集。在AutoCADR11以前，所有的AutoCAD应用程序都是用AutoLISP编写的，由于其语法灵活、简洁、表达能力强，非常容易掌握。大多数开发人员都是先通AutoLISP进行二维平面设计开发的。使用AutoLISP可直接调用几乎所有的AutoCAD命令，使设计和绘图完全融为一体。AutoLISP语言最典型的应用之一就是实现参数化绘图设计，包括尺寸驱动程序和鼠标拖动程序等。另一典型的应用就是驱动AutoCAD提供PDB函数，加载DCL（Dia－log Control Language）文件，用以设计对话框。但是随着在工程中的应用层次不断提高，在进行AutoCAD二次开发时，三维空间设计及多专业的空间协同设计的需求下，集成化、智能化的要求也越来越高，用AutoLISP进行开发已经无法满足要求。 6.2 第二代开发工具———ADS ADS（AutoCAD Development System）是AutoCADR11开始支持的一种基础是C语言的灵活的开发环境。ADS可直接利用用户熟悉的C编译器，将应用程序编译成可执行文件后在Auto－CAD环境下运行，从而既利用了AutoCAD环境的强大功能，又利用了C语言的结构化编程，它的运作效率非常高。ADS与 AutoLISP相比，主要优点在于：具备大规模处理错综复杂的能力；编译成机器代码后执行速度快；ADS也可以防止解密，将代码编译成一个可执行文件。但是 ‎ ADS也有一些不足的地方：程序语言结构化很强，程序的隐蔽错误往往导致运行失败，甚至操作系统崩溃；函数多并且复杂，不容易掌握；需要编译后才能运行，不容易见到代码的效果。 6.3 第三代开发工具———ARX、ObjectARX、VBA、Vi－sualLISP ARX是一个全新的面向对象的开发环境，是在AutoCAD的R13之后推出的，也是AutoCAD第一次直接提供面向对象的二次开发工具。ARX更注重于应用程序的多方面功能性，ARX与ADS、AutoLISP程序不同的地方很多，ARX程序实际上是一个动态链接库（DLL），它直接和Au－toCAD进行通讯，和AutoCAD共享地址空间是一样的，并且ARX在访问Au-toCAD数据库时的速度更快，从而充分利用面向对象编程的优点，ARX程序创建的实体与AutoCAD内在实体几乎是一样的。但是 ARX 应用程序相对于 ADS来说具有更大的危险性和破坏性，所以针对ARX应用程序的开发还需要更多的投入。 ‎ ObjectARX是Autodesk公司二次开发而推出的一个开发软件包，主要针对的是AutoCAD平台，它支持面向对象编程（Oop：ob－jectorientedprogramming），具有的主要优点是面向对象编程所具有的数据抽象、继承性及多态性等功能，使用面向对象的C++应用程序，扩展AutoCAD类及协议，创建与AutoCAD内部命令性能相同的新命令的C++库，充分利用了AutoCAD开放的体系结构，同时又对ADS兼容。ObjectARX接口的功能十分强大，AutoCAD自身的很大一部分程序都是用ObjectARX来实现的，这样使得AutoCAD更加模块化。相对而言，ObjectARX允许应用程序运行得更快，图形存储对象更方便，具有直接访问和控制AutoCAD的能力。因此，在开发比较大型的CAD系统上，占有很大优势，但对开发者的要求较高，应熟悉AutoCAD、VisualC++及面向对象的编程思想和方法才能胜任。 7.结语 随着计算机辅助绘图的不断发展, AutoCAD已经成为制图人员手中的一件利器,独特的优点深受设计人员的喜爱。由于有了AutoCAD工程绘图程序的出现,使得工作效率大大提高,我们应承认AutoCAD工程绘图给我们带来的省时、省力、标准、快捷等好处。AutoCAD绘图系统在工程设计绘图中有着广泛的应用,此技术给工程技术人员带来了极大的方便,但也存在不足,我们应正视它的局限性,善用它的长处。如:桥梁设计在确定了桥型布置等总体条件后,就进行各部分构件的计算,但是,由于AutoCAD工程绘图是通用程序,因各个行业的标准又千差万别,计算结束后设计者往往还需要花费更大的精力来绘制设计图纸,桥梁绘图中有很多部分工作仍然是属于重复性劳动。 ‎ 展望未来,我们应该充分利用AutoCAD工程绘图及计算机辅助设计和办公自动化的优势,认真钻研,掌握技巧,积累经验从而提高工作效率,提高业务水平。以此先进的技术为手段,在各自岗位上发挥最佳能力,并以热忱的服务、优质的设计、敬业的精神为工程设计行业做出我们的贡献。 参考文献 [1] 吴涛.建筑CAD二次开发技术[M].电子工业出版社,2002. [2] 郭昊栩.用面向对象方法实现建筑设计CAD的智能辅助[J].工程设计CAD与智能建筑,1999.(3). [3] 安雪辉.基于信息技术的建设项目生命周期管理[J].智能建筑与城市信息,2003.(4). [4]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2006）.中国建筑工业出版社，2006 [5] 樊建，AutoCAD 建筑绘图从入门以精通，北京：中国青年出版社.2005 [6] 何文平，AutoCAD 绘图基础实训教程，北京：机械工业出版社.2005 [7] 康博.AutoCAD 2000/2002VisualLISP开发指南.清华大学出版社，2006. [8] 清源计算机工作室.AutoCAD 2000应用开发与实例.机械工业出版社，2007.‎