结构施工图绘制

2024-05-08

结构施工图绘制（精选7篇）

结构施工图绘制第1篇

1. CAD的发展历史及现状

CAD, 即工程计算机辅助设计, 它是通过计算机的硬件和软件系统辅助工程技术人员设计、修改、显示、输出产品或工程的一门综合性应用技术。CAD起源于上世纪五十年代, 随着计算机技术及相关软件的不断发展和更新而形成。上世纪八十年代, 由于计算机不断微型化, 性能不断地提高以及彩色高分辨率图形显示器、自动绘图仪等图形处理装置的外围设备不断的发展, CAD技术开始在建筑领域应用。目前, CAD系统可以综合文字、图像、音频等技术, 且具有良好的开放性和图形接口, 便于操作, 实用性强, 在国内外已广泛应用于航空、化工、机械、电子、建筑工程等各个行业。在我国的建筑业中, CAD技术的发展和普及异常迅速, 它已经深入到建筑工程领域中的各个环节之中。

2. CAD的工作过程及其优点

CAD的工作过程可以通过以下流程图来描述:

通过上述过程我们可以看出, 从初始的设计要求的输入到计算机系统对产品产品设计与计算的结果, 再到到最终设计图样与技术文件的输出, 都是信息在人、机之间不断交互的过程。CAD系统可以使用户随时观察并可以修改各个阶段的数据。通过不断的进行实施编辑处理, 修改设计, 直到获得最优结果。

CAD绘制结构施工图的两个基本优点概括如下:

1) 提高工作效率。在数据库、程序库、图形库支持下, 设计过程中, 只需修改参数就可以生成不同的产品。

2) 提高设计质量, 通过人机交互, 可以不断的修改产品结构、材料等参数, 使结果达到最优。

二、结构施工图的定义和绘制特点

1. 结构施工图的定义

结构施工图是关于承重构件的布置, 使用的材料, 形状, 大小, 及内部构造的工程图样, 是承重构件以及其他受力构件施工的依据。

2. 结构施工图绘制的影响因素

影响结构施工图绘制的因素有:

(1) 规范。绘制结构施工图时必须要严格遵循结构设计规范和国家所规定和参考图集。规范是对多种复杂因素的综合考虑、具有立法性和约束性的文件, 是国家制定的技术规定和标准, 它是设计、校核、审批某一设计的依据。

(2) 建筑方案。建筑方案, 是建筑的功能性设计, 是结构设计时的目的要求。结构施工图必须以建筑施工图为依据, 通过运用专业知识, 完成建筑的构造方案。

(3) 结构施工图绘制时要遵循制图规则, 布局要合理, 表达要简明扼要、清晰明确, 有良好的可读性。

3. 结构施工图的绘制特点

结构构件配筋图的表示方法有三种, 详图法、梁柱表法和平法。一般情况下, 结构图都是采用平法, 建设部已把平法制图规则纳入图集。平法的优点是图面简洁, 表达清楚、直观性强, 所需的图纸数量少;但是, 图中大量的专业标注会造成图纸信息容量大, 容易使图面混乱、信息丢失。绘图的一个重大特点便是命令的不断重复复。但是大量的实体图形并不是一致的重复, 同一建筑的层与层之间会有细节的差异, 这些细节容易造成我们的错误和遗漏。

三、CAD在结构施工图绘制中应用

建筑工程CAD可以分为三部分, 即前处理模块、计算分析模块和后处理模块。前两个模块只需要处理简化后的力学模型, 发展已经基本成熟。而后处理模块的主要内容则对详细设计结构的构件, 生成施工图。并为用户提供记录绘图信息的以便校核。建筑工程对后处理模块的要求是:1) 设计应符合构件的实际情况, 满足规范规定的构造要求;2) 具有良好的图形生成和输出功能, 使生成的图纸符合设计和施工的习惯, 满足实际需要;3) 具有良好的交互性, 可以使用户对结构的细部进行设计和修改。

四、CAD二次开发在混凝土结构施工图绘制中的应用

1. CAD二次开发的简述及二次开发在结构施工图绘制中的必要性

CAD的二次开发是指在现有软件的基础上, 对软件进行进一步的开发, 从而达到提高设计质量和效率的目的, 使它更能符合用户需求。结构施工图绘制中, CAD二次开发是通过约束关系的形式把相应规范、设计方法、及对构造的描述集成到通用CAD平台中去。

2. CAD的二次开发

针对平法绘图的特点和CAD软件在结构施工图绘制中存在的问题, 对CAD进行二次开发。

(1) 针对平法绘图, 图面上信息量大, 容易造成混乱和重复命令的特点我们可以选择开发参数化绘图工具。

所谓参数化绘图就是通过参数控制实现自动生成构件图形。在结构施工图中, 许多构件都可以选择参数化绘制。例如, 参数化输入轴网和参数化绘制楼梯。使用参数化绘图可以使作图效率大大提高, 不在拘束于一点一线的原始绘图方式。例如, 输入参数绘制楼梯:

如图所示, 把踏步宽度, 踏步数等数量参数化, 可以实现很便捷的绘制图形。

(2) 开发辅助图库

由于计算机可以方便能够很方便的管理数量众多量的设计资料, 因此, 我们可以用我们的大量的标准样图, 建立一个图库。这可以方便我们查找, 提高作图效率。

(3) 组合命令和菜单

鉴于CAD在施工图绘制中专业性低, 操作效能低的缺点, 可以整合命令和菜单。CAD的中的菜单和命令并不是每一个都被用到, 每个人也都有不同的需要。通过把自己需要的菜单和命令整合在一起。可以节省时间, 使绘图工作更容简单快速。

(4) 开发计算绘图一体式程序

通过运行这个程序, 可以实现计算和绘图的一次性完成。程序可以自动计算出结果, 然后根据结果, 按照规范, 选择配筋, 最后绘图。

(5) 对标注和字库优化设计

针对在绘图中经常遇到的文、标注、图比例不协调或无法正常显示的情况, 可以优化标注和字库。对于字库:首先要保证字库的完整性。此外, 要求结构和建筑使用的字库在同一个单位内要保持一致, 尽量选用国家工程制图标准的推荐字体。对于标注:优化程序要能够选取基线, 可以自动判断基线的方向并绘制标高符号;如果不能选到基线, 则要求输入基点, 给出方向。

五、结语

Auto CAD二次开发工作直接面向具体的操作对象, 是提高结构施工图绘图效率和降低错误率的最有效工具之一。同时, 相对于一次开发软件需要面临的, 需要耗费大量人力、物力、时间而言, 二次开发的技术难度较小, 可以在短时间内取得效果。因此采用Auto CAD二次开发技术绘制施工图是当今施工图辅助绘制软件的主流发展方向。

参考文献

[1]叶献国, 徐秀丽, 建筑结构CAD应用基础.北京中国建筑工业出版社, 2000

[2]于奕峰, 杨松林, CAD技术与应用.北京, 化学工业出版社, 2006.2

[3]李咏红, CAD二次开发方法研究与实现[D].成都, 电子科技大学机械电子工程学院, 2004.

[4]沈刚, CAD软件二次开发的方法分析与探讨[J].电脑知识与技术, 2006

结构施工图绘制第2篇

当历史车轮进入21世纪大门, 建筑及结构设计行业在设计过程中所运用的思维方式和工具发生了前所未有的变化———由传统的手工计算及绘图转变为软件计算和软件绘图。而带来这一历史性变化的就是计算机软件的普及及运用。

与以往手工计算和绘图像比较, 计算机软件在设计计算及绘图方面表现出了令人无法抗拒的诱惑力——快速而准确的计算速度以及快速而又方便的修改绘图功能。

但是从目前计算机在实际使用中的表现来看, 计算机还远未达到人类的思维水平。很多工作, 计算机只是在被动的接受操作人员的指令而重复运行相应处理软件。作为操作指令的发出者, 设计人员的理论知识和经验对后期的工程设计计算结果具有决定性的影响作用。当今在建筑结构的设计中, 使用结构软件帮助分析工程结构已成为结构设计师进行计算机辅助设计的必要手段。可结构工程师不能也不应该过分信任和依赖计算机结构分析软件。美国一位学者曾警告说:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”这绝不是危言耸听。

对计算软件的选用是要慎重的, 但对电算结果的判断更要慎之又慎!在计算机和计算机软件广泛应用的条件下, 除了要根据具体工程情况, 选择合适、可靠的计算分析软件外, 还应对计算软件产生的计算结果从力学概念和工程经验等方面加以分析判断, 确认其合理性和可靠性, 方可用于工程设计。工程经验上的判断一般包括:结构整体位移、结构楼层剪力、振型形态和位移形态、结构自振周期、超筋超限情况等。

有些人 (特别是新近参加工作的结构设计人员) 自称是结构工程师, 但他们把计算机作为知识、经验、思维的替代品, 而把自己对结构工程的无知隐藏在计算机的黑匣子里。在工程界不少人迷信:计算机是知识的源泉, 计算机是解决工程问题的源泉, 计算机具有令人信赖的“智慧”。忽略了最为关键的事实:最终责任的承担者, 不是计算机而是我们自己!简而言之, 熟悉并理解计算机软件相应说明书及技术条件是用计算机软件进行设计工作的首要条件和必须步骤。

2 结构设计

当项目进入施工图设计阶段后, 结构方案及选型已经确定, 关注的重点转移到如何快速而又准确地获得与实际工程相符合的工程分析数据及工程结构施工图。

2.1 结构模型的输入

2.1.1 面尺寸的调整

设计人员根据教科书建议的梁、柱截面尺寸的取值范围, 结合自己的经验先对所有构件的大小初步确定一个尺寸。此时须注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1。这是为了实现在罕遇地震作用下, 让梁端形成塑性铰时, 柱端仍可处于非弹性工作状态而没有屈服, 但节点还处于弹性工作阶段的目的。即“强柱弱梁强节点”。

2.1.2 梁、柱的适宜配筋率

原则:掌握配筋率“适中”为宜。这个“适中”指在规范规定的区域内取中间段, 其值约相当于定额含钢量。规范规定框架梁的纵向受拉钢筋最小配筋率为0.2%, 最大配筋率为2.5%;框架柱的纵向钢筋配筋率区间为0.6%~5%。

2.1.3 框架梁配筋的调整

框架梁显示的配筋是梁按强度计算的配筋量, 调整的目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”的问题。

1) 缝宽度超限问题。在配筋率一定时, 选用小直径的钢筋可以增加混凝土的握裹面积、减少梁的裂缝宽度。增大配筋率是减小梁裂缝宽度的直接方法。提高混凝土的强度等级, 亦可减小梁的裂缝宽度, 但影响较小。

2) 强剪弱弯问题。框架结构设计中, 应力求做到在地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力, 即“强剪弱弯”。笔者建议:具体在调整梁的配筋时, 可做以下几项调整:

a.梁端负弯矩钢筋可不放大 (系数采用1) ;

b.梁的跨中受拉钢筋可放大1.1-1.3倍;

c.梁端箍筋的直径可增加2mm;

d.按构造要求对于跨度大于6m的框架梁设弯起钢筋。

2.1.4 框架柱配筋的调整

框架柱的配筋率一般都很低, 电算结果往往是构造配筋即可。按柱的构造配筋率0.8%配筋, 只相当于定额指标的1/2~1/3, 有经验的设计人是不会采用的。因为受地震作用的框架柱, 尤其是角柱和大开间、大进深的边柱, 一般均处于双向偏心受压状态, 而电算程序则是按两个方向分别为单向偏心受压的平面框架计算配筋, 结果往往导致配筋不足。

笔者建议:框架柱配筋的调整可做以下几项:

1) 应选择最不利的方向进行框架计算, 也可两个方向均进行计算后比较各柱的配筋, 取其教大值, 并采用对称配筋。

2) 调整柱单边钢筋的最小根数:柱宽<=450mm时3根, 450<柱宽<=750mm时4根, 750mm<柱<=900mm时5根。 (注意:柱单边配筋率不小于0.2%)

3) 将框架柱的配筋放大1.2~1.6倍。其中角柱放大大些 (不小于1.4倍) , 边柱次之, 中柱放小些 (1.2倍) 。

4) 由于多层框架电算常不考虑温度应力和基础不均匀沉降问题, 当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土层不均匀时, 再适当放大一点框架柱的配筋也是可以理解的, 具体放大多少, 就要由设计人的经验决定了。

5) 框架柱的箍筋形式应选菱形或井字形, 以增强箍筋对混凝土的约束。柱箍筋直径宜增加2mm。

2.2 结构计算

以SATWE软件为例, 进行结构设计计算步骤的讨论。对一个典型工程而言, 使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。

2.2.1 完成整体参数的正确设定

计算开始以前, 设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述, 以及工程的实际情况, 对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的, 必须首先确定其合理取值, 才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等, 在计算前很难估计, 需要经过试算才能得到。

1) 振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量, 使计算结果失真;取值太大, 不仅浪费时间, 还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定, 抗震计算时, 宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应, 振型数不宜小于15, 对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍, 且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。

2) 最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用, 结构地震反映的大小也各不相同, 那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出, 设计人员如发现该角度绝对值大于15度, 应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算, 以体现最不利地震作用方向的影响。

3) 结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值, 可以保留软件的缺省值, 待计算后从计算书中读取其值, 填入软件的“结构基本周期”选项, 重新计算即可。

上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来, 正确设置, 否则其后的计算结果与实际差别很大。

2.2.2 确定整体结构的合理性

整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的主要指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。

1) 周期比是控制结构扭转效应的重要指标。主要为控制结构的扭转效应, 减小扭转对结构带来不利影响 (此时要注意:第一、二震型在高层建筑中是不能以扭转为主) ;它的目的是使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理, 使结构不至出现过大的扭转。也就是说, 周期比不是要求就构足够结实, 而是要求结构承载布局合理。设计软件通常不直接给出结构的周期比, 需要设计人员根据计算书中周期值自行判定第一扭转 (平动) 周期。以下介绍实用周期比计算方法:a.扭转周期与平动周期的判断:从计算书中找出所有扭转系数大于0.5的平动周期, 按周期值从大到小排列。同理, 将所有平动系数大于0.5的平动周期值从大到小排列;b.第一周期的判断:从列队中选出数值最大的扭转 (平动) 周期, 查看软件的“结构整体空间振动简图”, 看该周期值所对应的振型的空间振动是否为整体振动, 如果其仅仅引起局部振动, 则不能作为第一扭转 (平动) 周期, 要从队列中取出下一个周期进行考察, 以此类推, 直到选出不仅周期值较大而且其对应的振型为结构整体振动的值即为第一扭转 (平动) 周期;c.周期比计算:将第一扭转周期值除以第一平动周期即可。

2) 位移比 (层间位移比) 是控制结构平面不规则性的重要指标。主要为控制结构平面规则性, 以免形成扭转, 对结构产生不利影响;见抗规3.4.2规范条文:新高规的4.3.5条规定, 楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角, A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍, B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑, 不应大于该楼层平均值的1.4倍。

程序处理:针对此条, 程序中对每一层都计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值, 用户可以一目了然地判断是否满足规范。需要指出的是, 新规范中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的, 位移比的限值:是根据刚性楼板假定的条件下确定的, 其平均位移的计算方法, 也基于“刚性楼板假定”。如果在结构模型中设定了弹性板, 则必须在软件参数设置时选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”, 以便计算出正确的位移比。在位移比满足要求后, 再去掉“对所有楼层强制采用刚性楼板假定的选择, 以弹性楼板设定进行后续配筋计算。此外, 位移比的大小是判断结构是否规则的重要依据, 对选择偶然偏心, 单向地震, 双向地震下的位移比, 设计人员应正确选用。

3) 刚度比是控制结构竖向不规则的重要指标。 (在WMASS.out中) 主要为控制结构竖向规则性, 以免竖向刚度突变, 形成薄弱层, 根据《抗震规范》和《高规》的要求:见抗规3.4.2

软件提供了三种刚度比的计算方式, 分别是剪切刚度, 剪弯刚度和地震力与相应的层间位移比。正确认识这三种刚度比的计算方法和适用范围是刚度比计算的关键:a.剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定;b.剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构;c.地震力与层间位移比是执行《抗震规范》第3.4.2条和《高规》4.3.5条的相关规定, 绝大多数工程都可以用此法计算刚度比, 这也是软件的缺省方式。

层刚度比的计算方法:

F高规附录E.0.1建议的方法———剪切刚度

Ki=GiAi/hi

F高规附录E.0.2建议的方法———剪弯刚度

Ki=Fi/Δi

F抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明中建议的计算方法:

Ki=Vi/Δui

层刚度比的控制方法:新规范要求结构各层之间的刚度比, 并根据刚度比对地震力进行放大, 所以刚度比的合理计算很重要。

4) 层间受剪承载力之比也是控制结构竖向不规则的重要指标

其限值可参考《抗震规范》和《高规》的有关规定。

5) 刚重比是结构刚度与重力荷载之比。高规 (5.4.4) 它是主要为控制结构整体的稳定性, 以免结构产生滑移和倾覆的重要因素, 也是影响重力二阶效的主要参数。该值如果不满足要求, 则可能引起结构失稳倒塌, 应当引起设计人员的足够重视。

a.剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构

刚重比大于等于14, 符合稳定要求;刚重比大于等于2.7, 不考虑重力二阶效应。

b.框架结构。

刚重比大于等于10, 符合稳定要求;刚重比大于等于20, 不考虑重力二阶效应。

6) 剪重比是抗震设计中非常重要的参数。

主要为控制各楼层最小地震剪力, 确保结构安全性;规范之所以规定剪重比, 主要是因为长期作用下, 地震影响系数下降较快, 由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构, 地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用, 但采用振型分解法时无法对此作出准确的计算。因此, 出于安全考虑, 规范规定了各楼层水平地震力的最小值, 该值如果不满足要求, 则说明结构有可能出现比较明显的薄弱部位, 必须进行调整。见抗规5.2.5、高规3.3.13。

7) 有效质量比。主要为控制结构的地震力是否全计算出来。选择足够多的振型数, 保证有效质量大于90%。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定, 抗震计算时, 宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应, 振型数不宜小于15, 对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍, 且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。

2.3 对单构件作优化设计

前几步主要是对结构整体合理性的计算和调整, 这一步则主要进行结构单个构件内力和配筋计算, 包括梁, 柱, 剪力墙轴压比计算, 构件截面优化设计等。

2.3.1 软件对混凝土梁计算显示超筋信息有以下情况

1) 当梁的弯矩设计值M大于梁的极限承载弯矩Mu时, 提示超筋;2) 规范对混凝土受压区高度限制:

四级及非抗震:ξ≤ξb

二、三级:ξ≤0.35 (计算时取AS’=0.3AS)

一级:ξ≤0.25 (计算时取AS’=0.5AS)

当ξ不满足以上要求时, 程序提示超筋;3) 《抗震规范》要求梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率2.5%, 当大于此值时, 提示超筋;4) 混凝土梁斜截面计算要满足最小截面的要求, 如不满足则提示超筋。

2.3.2 剪力墙超筋分三种情况

1) 剪力墙暗柱超筋:软件给出的暗柱最大配筋率是按照4%控制的, 而各规范均要求剪力墙主筋的配筋面积以边缘构件方式给出, 没有最大配筋率。所以程序给出的剪力墙超筋是警告信息, 设计人员可以酌情考虑;2) 剪力墙水平筋超筋则说明该结构抗剪不够, 应予以调整;3) 剪力墙连梁超筋大多数情况下是在水平地震力作用下抗剪不够。规范中规定允许对剪力墙连梁刚度进行折减, 折减后的剪力墙连梁在地震作用下基本上都会出现塑性变形, 即连梁开裂。设计人员在进行剪力墙连梁设计时, 还应考虑其配筋是否满足正常状态下极限承载力的要求。

2.3.3 柱轴压比计算

柱轴压比的计算在《高规》和《抗震规范》中的规定并不完全一样, 《抗震规范》第6.3.7条规定, 计算轴压比的柱轴力设计值既包括地震组合, 也包括非地震组合, 而《高规》第6.4.2条规定, 计算轴压比的柱轴力设计值仅考虑地震作用组合下的柱轴力。软件在计算柱轴压比时, 当工程考虑地震作用, 程序仅取地震作用组合下的的柱轴力设计值计算;当该工程不考虑地震作用时, 程序才取非地震作用组合下的柱轴力设计值计算。因此设计人员会发现, 对于同一个工程, 计算地震力和不计算地震力其柱轴压比结果会不一样。

2.3.4 剪力墙轴压比计算

为了控制在地震力作用下结构的延性, 新的《高规》和《抗震规范》对剪力墙均提出了轴压比的计算要求。需要指出的是, 软件在计算断指剪力墙轴压比时, 是按单向计算的, 这与《高规》中规定的短肢剪力墙轴压比按双向计算有所不同, 设计人员可以酌情考虑。

2.3.5 构件截面优化设计

计算结构不超筋, 并不表示构件初始设置的截面和形状合理, 设计人员还应进行构件优化设计, 使构件在保证受力要求的德条件下截面的大小和形状合理, 并节省材料。但需要注意的是, 在进行截面优化设计时, 应以保证整体结构合理性为前提, 因为构件截面的大小直接影响到结构的刚度, 从而对整体结构的周期、位移、地震力等一系列参数产生影响, 不可盲目减小构件截面尺寸, 使结构整体安全性降低。

3 结构施工图绘制

在施工图设计阶段, 还必须满足规范规定的抗震措施要求。《混凝土规范》、《高规》和《抗震规范》对结构的构造提出了非常详尽的规定, 这些措施是很多震害调查和抗震设计经验的总结, 也是保证结构安全的最后一道防线, 设计人员不可麻痹大意。

1) 设计软件进行施工图配筋计算时, 要求输入合理的归并系数、支座方式、钢筋选筋库等, 如一次计算结果不满意, 要进行多次试算和调整。

2) 生成施工图以前, 要认真输入出图参数, 如梁柱钢筋最小直径、框架顶角处配筋方式、梁挑耳形式、柱纵筋搭接方式, 箍筋形式, 钢筋放大系数等, 以便生成符合需要的施工图。软件可以根据允许裂缝宽度自动选筋, 还可以考虑支座宽度对裂缝宽度的影响。

3) 施工图生成以后, 设计人员还应仔细验证各特殊或薄弱部位构件的最小纵筋直径、最小配筋率、最小配箍率、箍筋加密区长度、钢筋搭接锚固长度、配筋方式等是否满足规范规定的抗震措施要求。规范这一部分的要求往往是以黑体字写出, 属于强制执行条文, 万万不可以掉以轻心。

4) 最后设计人员还应根据工程的实际情况, 对计算机生成的配筋结果作合理性审核, 如钢筋排数、直径、架构等, 如不符合工程需要或不便于施工, 还要做最后的调整计算。

针对很多人对PKPM辅助自动绘图功能的困惑, 说一下用PKPM辅助自动绘制结构施工图的方法。

只要是使用过PKPM软件的设计人员都对其自动生成的图形较为头疼, 由于软件自身对显示比例和打印成图的内置要求, 使得自动生成的图形重叠交错现象较为普遍, 导致结构施工图绘制人员花在调整文字和图形方面的时间远比自己动手绘图还要长久。根据笔者多年对PKPM的使用摸索, 发现解决这个问题有个较为简便的方法:进入施工图模块时调整图形的比例尺。使用后就会发现文字和数据的重叠交错现象明显减少很多!实际操作过程中完全可以通过合理的调整施工图比例大小来获得较为满意的结构施工图。

也许有人会说自己根据计算结果手工绘制施工图更能得到合理的施工图, 但是这些人忘记了使用PKPM自带的施工图绘制模块有一个好处:能够方便的获得与计算结果相对应的实际配筋比较结果。而且完全用手工绘制图形还有一个弊病就是无法避免人为失误带来的安全隐患!

笔者认为作为设计人员应该将有限的设计时间花在结构方案的优化上, 而不是浪费在手工绘制施工图时反复核对数据和校核工作上。毕竟, 计算机的优势就在于能够快速而又准确的做重复性劳动, 这一点是人类所无法抗衡的!

4 结语

面对计算机对设计行业带来的巨大变革, 作为设计人员应该在运用计算机进行设计的同时, 不断继续加强自己对专业知识的学习才能够成长为一个合格的设计人员。工欲善其事, 必先利其器。只有正确的使用设计软件再加上自身对专业知识的学习积累才能设计出让自己满意的工程作品。

摘要：针对目前计算机软件在结构设计中滥用的现象进行探讨, 对建筑结构设计及施工图绘制过程中应注意的问题及处理方法提出观点, 与同行交流学习。

关键词：计算机软件,结构设计,结构施工图绘制

参考文献

[1]杨星, 赵兵.新规范版PKPM软件四轮结构计算法[J].PKPM新天地.2005.

[2]高震.浅谈多层框架电算结果的人工调整[J].建筑结构, 1997.

[3]袁明武.我国计算力学软件的现状与思考[J].现代力学与科技进步, 1997.

服装平面结构图绘制之管见第3篇

1 设计服装规格尺寸

设计服装时, 在人体净尺寸基础上要加放一定的放松量, 否则会限制和阻碍人体的正常运动[2]。服装结构设计的基础是规格设计, 而规格设计的关键是服装不同部位的围度放松量的设计。服装越是宽松, 各围度的放松量应加大;服装越是紧身合体, 各围度放松量应减小。

1.1 服装规格的概念

结构制图与制板时所需要的各部位尺寸数据称为单号型服装规格;推板时所需要的服装成品号型系列规格和各部位尺寸数据称为系列号型服装规格。服装规格包括主要部位规格和次要部位规格, 即对成品服装造型有影响作用的部位规格和对成品服装造型起辅助作用的成品细部规格或称小规格。

1.2 服装规格的设计

在进行服装结构制图时, 要依服装款式和结构的变化设计服装规格, 也就是要确定服装的长度 (衣长、袖长、裤长和裙长等) 、围度 (领围、胸围、腰围和臀围等) 以及服装其它部位的尺寸。服装规格设计具有随意性和极限性的特点, 服装长度设计的范围很大, 可长、可短、也可以长短不一, 能收到标新立异的效果, 这就是规格设计的随意性;服装围度的设计不能小于人的净体围度, 即服装规格设计受到人体的制约, 是有极限性的。

2 正确解读服装款式

针对具体的某一款服装结构设计, 要从服装品种、式样、外形轮廓、线的形态和部件的组合关系等5个方面正确分析后, 才能完成好此款服装的结构图绘制。

2.1 区分服装品种

拿到一个服装款式图, 首先要区分是上装还是下装;是男装还是女装;是夏装还是春秋装;是衬衫还是西服等等。也就是要了解服装的基本类型, 穿着对象的性别、年龄, 以及穿着季节、穿着方式等。

2.2 判断服装式样

服装式样即服装的款式特点。服装品种确定后就要分析服装的部件特征及零部件的组合形式。具体来说要分析衣片上的分割、收省、设褶的位置、形式和大小等;上装衣领类型是立领、翻领还是驳领;衣袖是圆装袖、平装袖还是插肩袖;门襟形式是什么样子等;下装是裙子还是裤子;裙片或裤片的基本构成以及口袋、开口、开衩等又是什么样式, 位置及大小怎样等。

2.3 分析外形轮廓

不同的服装其外形轮廓有着不同的造型特征。要分析服装是紧身的、合体的, 还是宽松的;是长款、短款, 还是中长款;下装的腰位高低;裙下摆及裤脚口的大小等。

2.4 解读线的形态

分析衣身、裙片、裤片上的分割线位置及形状, 搞清楚服装上的各个线条究竟是衣片的外形轮廓线, 还是衣片中间的省、折裥所形成的线, 或者是衣片的分割线。而分割线通常又分为功能性分割线和装饰性分割线, 还要分析其平面图所采用的不同绘制方法。

2.5 分解服装部件

针对服装款式图要做合理分解, 即弄清服装各个部件之间的组合关系及相对位置, 只有这样才能将各部件平面展开图形准确地绘制出来。服装是由不同的衣片组合而成, 而这些衣片之间又存在着一定的比例关系[2]。依据人的身高按比例确定衣服的长度尺寸;以人体实际肩宽为标准进行相应的增减来确定服装的肩宽尺寸;根据口袋的放手功能确定袋口的尺寸和口袋在服装上的具体位置[3]。

3 考虑材料与工艺的影响

服装是由面料、辅料经过特定的工艺手段加工而成。服装所用面、辅材料由于使用的原料不同和加工过程的不同而具有了不同的性能, 主要表现在材料的质地、缩率和经纬纱向等3个方面。服装所用的面、辅材料的性能和加工工艺会影响到服装结构制图的正确性。

3.1 材料质地的影响

面、辅材料的质地不同, 其性能就有所不同, 制图制板时要加以调整。当面料质地比较稀疏时, 服装样板的缝份量就要加大, 以避免服装缝制加工过程中发生脱纱现象;当使用有倒顺毛、倒顺花的面料制作服装时, 在服装制图制板中需要加以注明, 以防止排料、裁剪过程出现差错。

3.2 材料缩率的影响

服装面、辅材料在浸水、熨烫和缝纫等加工和使用过程中会产生收缩现象, 通常其收缩的程度称为缩率。服装制图、制板前必须测试服装材料的缩率大小, 根据测试结果按比例对服装样板尺寸作相应地加放。就裤装而言, 需在样板尺寸上加上水洗缩率和熨烫缩率;对于西装来说, 在前衣片样板尺寸上要加上熨烫缩率和热烫缩率。

3.3 材料纱向的影响

机织面料的经向有自然悬垂性, 结实、挺直、不宜伸长变形, 裙长、裤长、衣长、袖长等服装长度与面料的经向保持一致, 以保证其平直性;面料纬向强力低, 柔软、丰满, 适用于服装宽度和围度方向;面料斜向伸缩性大, 可塑性强, 易变形, 滚边布条取斜丝材料, 因其富有弹性, 可形成完美的滚边效果, 用斜向的条格面料作领面、口袋、腰带等, 能增加装饰美[4]。

3.4 加工工艺的影响

由于服装加工工艺不同, 衣片的缝份、折边量取值也不相同。比如, 服装制作中最常采用的平缝工艺衣片的缝份量一般为1cm, 西裤的裤口折边取4cm等。

4 完成服装制图与制板

服装制图具有工程性、艺术性和技术性的特点[1]。绘制服装平面结构图前, 要正确解读服装款式, 理解服装设计意图, 考虑服装材料的影响因素以及服装平面结构图与服装工艺的密切关系, 在完成服装衣片的平面图形绘制过程中根据需要作适当的调整和修正。

4.1 服装制图

根据服装的款式效果图、规格尺寸等, 在纸上或衣料上将服装分解、展开成平面的衣片形状图, 用相应符号绘制出来, 即服装结构制图。服装制图所使用的规格来源分为自行设计和客户提供两种形式。参照相关标准与惯例进行设计为自行设计;由客户提供的服装规格, 需核实其可行性与可靠的程度。

4.2 服装制板

服装样板是指导服装裁剪和生产的主要依据, 特别是在工业化流水线生产中, 样板对整个服装组合过程、产品规格、服装质量等起到指导生产、规范加工、检验规格和质量的重要作用。针对不同的服装衣片及不同的服装工艺选择合适的缝头、折边等, 以服装结构图为基础加放相应的缝头、折边和放量等, 并要做好诸如省尖、省大、袋位和缝边等各种标定和标记, 得到服装样板。

5 服装结构设计从业者的培养

服装结构设计的研究, 要培养服装从业者的四个能力:空间思维能力, 服装款式图的解读分析能力, 服装平面结构图形的表达能力, 服装结构图样的绘制能力 (手工绘图与计算机绘图) 。

近年来通过分析、分解服装样品, 得到服装结构制图的数据, 再按照传统方法完成服装制图、制板, 为服装批量加工提供指导生产的样板, 即服装驳样, 也是仿制服装的一种方法。可用图1来表达由服装款式图到结构图、服装样品到结构图之间的转化关系, 以及完成服装结构制图的思维过程, 是非常直观易懂的。

6 结语

服装结构设计, 不是简单地绘制服装衣片的平面图形, 而是依据人体体型、服装规格, 综合考虑服装款式、面辅材料和加工工艺等因素, 对服装结构图作适当的调整和修正, 使成品服装既符合设计思路, 又能保证服装加工的可行性及合理性, 最终实现服装的实用功能和装饰效果, 达到服装与人体的完美结合。

参考文献

[1]徐雅琴, 马跃进.服装制图与样板制作[M].北京:中国纺织出版社, 2011.1-12.

[2]尚丽, 张朝阳.服装结构设计[M].北京:化学工业出版社, 2011.2-14.

[3]章永红.女装结构设计 (上) [M].杭州:浙江大学出版社, 2005.164.

结构施工图绘制第4篇

地形场景重建时,为了使提高实时显示地形的效率,需要对地形数据结构进行绘制优化[1],根据数据结构的不同,优化技术可以概括为两大类[2]:基于不规则三角网的LOD技术和基于规则网格结构的树形结构技术。

基于不规则三角网LOD技术的主要思想是对于地形简单的区域[3],采用很少的不规则三角形绘制,而对于地形复杂的区域,则可以根据实际情形用更多的不规则三角形表示[4]。基于不规则三角网的LOD技术能很好地实现对三维场景数据的近似,提高视觉的连续性,然而算法计算量大,难以实时显示[5]。与TIN结构相比,规则网格结构则由于数据结构简单而得到了较为广泛的应用,常见的DEM就使用了规则网格。采用树形结构来表示地形有许多优势。首先,树结构可方便对地形进行分块细分;其次,树结构表示的地形块方便对地形表面进行纹理映射。第三,采用树结构能够减少地形表示时间,加速地形简化[6]。但是采用树结构无法达到最优的简化效果,而且需要占用大量的内存空间。本文针对两种方法的优缺点,提出了一种混合算法,在宏观上以四叉树方法简化地形数据,在细节层次上使用不规则三角网表示地形,最后通过有效的误差控制原则,解决了四叉树结构分块间的连接问题。

1四叉树结构地形数据表示

树结构是地形绘制中经常采用的数据结构,二叉树和四叉树都被用来表示地形。采用四叉树来构造多分辨率地形在地形可视化中有许多优势。图1是用四叉树表示地形的一个实例。

树中的每一个节点都覆盖地形中一矩形区域,根结点C0 覆盖整个地形区域,通过迭代细分生成更高分辨率的地形,用节点C1、C2、C3、C4表示,在四叉树生成中所有的子节点所覆盖的地形区域为父节点四分之一,其分辨率比父节点的分辨率高一倍。在四叉树中位于上层的节点涉及的采样点较少,地形绘制花费的代价少,误差大;相反用下层的节点表示地形时采样点的分辨率高,绘制地形速率下降,地形表示的误差小。视相关的简化依据视点的位置和方向合理的选择多分辨率的地形表示,视点周围的地形用高细节的层次表示,远离视点的区域用较粗糙的细节表示,提高绘制速率使用户可交互浏览地形。

顶点的四叉树剖分从网格的中心点(图2中白点)出发,递归访问其四个子顶点(图2中黑点),判断顶点是否活动,直至到达网格所需要的精度。为实现地形数据的四叉树结构,首先地形必须是一正方形区域。而且大小必须是(2n+1)×(2n+1),n为大于0的整数。同时采样间隔必须均匀。如图3是采用四叉树的概念来描述一个多分辨率地形,图中的每一个正方形为四叉树的一个节点,每个节点保存了一定区域的信息,包括中心点的高度,从整个完整的地形出发,可以递归地把地形不断的分割(Sub-divide)成相等的四个区域,分割的深度越大,则得到的分辨率越高。即分割深度每提高一层,采样密度提高一倍。图2演示了分割的过程。

2基于四叉树结构的地形分块

本文首先使用四叉树结构对原始的规则网格数据进行多分辨率分块。其四叉树分块过程为:首先选取整个地形为结点,然后判断结点是否满足某种条件,如果是则认为是叶子结点,否则将该结点四分为四个子结点,用递归的方法判断四个子结点是否满足叶子条件,直至不可再分为止。其算法过程可描述为:

Step1 根结点入栈;

Step2 若栈为空,转step 5,否则第一个结点出栈;

Step3 判断出栈结点是否满足结点误差评估函数要求,若满足,则将此结点放入集合,否则将这个结点的4个子结点入栈;

Step4 转step 2;

Step5 结束。

叶子结点的输出判断准则直接影响到四叉树划分的质量。实际仿真中,由于视点常常离地面很近,人们所见的只是局部离视点近的区域的地形,而对较远的区域不感兴趣,甚至不可见。因此,为进一步减少算法的计算量,可以使简化与视点相关,即在计算每个节点的重要性测度时,考虑和视点相关的测度[7]。综合考虑地形特征和视点依赖这两个因素的影响,定义误差的判别准则为: $e (C_{i}) = k \cdot \frac{l \times L \times λ}{2 \times \tan \frac{α}{2} \times d} \cdot S (C_{i})$ (1)

其中,α和L为视点的张角和投影平面的边长,被投线段长度为l,视点与该线段中心的距离为d,λ为物体空间中的单位长度在投影平面上的像素数,k为一可变系数,S(Ci)为地形点的视点无关误差,可由下式计算:

$S (C_{i}) = \int_{d (C_{i})} | h (x, y) - A (S t a r (p)) | d x d y$ (2)

其中,h(x,y)为地形高程函数,A(Star(p))为结点定义的平均误差平面。

3基于四叉树的TIN网格生成算法

3.1单块Delaunay三角网的生成

Delaunay三角网要求任何一个Delaunay三角形的外接圆的内部不能包含其他任何点[8]。这样就会生成尽可能多的锐角三角形。本文中单个数据分块是四叉树结构中的一个叶子块点集,对子块的三角网生成算法采用基于拓扑结构和凸壳技术的快速TIN生成技术的构建方法,该算法利用有序点子集凸壳的特性,提高构网效率。同时本文采用类似文献[9]中的Delaunay三角网构网优化算法,并根据四叉树结构的特点,改进了优化算法对边界点的处理,解决四叉树分块之间的连接与过渡问题,具体实现步骤如下:

Step1 由于四叉树相邻块之间分辨率相差不超过1,为了便于分块之间的拼接,消除分块间的裂缝,将分块的每条边都二等分,记为分块的边界点,并将边界点作为凸壳点以逆时针的顺序放在顶点数组中。

Step2 将四叉树分块的四个叶子结点连成初始三角形,并添加到三角形数组中依次插入凸壳上的其它边界点并用局部优化函数进行局部优化。

Step3 判断三角形数组中的每个三角形,如果该三角形需要继续插入点,执行Step 4,否则转向下一个三角形,直至判断完所有三角形。

Step4 获取该分块内的DEM数据点,计算分块内数据点的误差,找出距离该三角形所在平面距离最大的点,如果大于指定的分辨率,则将该点作为待插入点,通过算法,判断该点所在的三角形,向该三角形中插入该点,并进行局部优化。

3.2Delaunay三角网的优化

Delaunay三角网构网时必须满足两个性质:空外接圆特性以及最小角最大原则。本文根据上文设计的数据结构采取以边为单位的优化方案,方法是判断以公共边的两个三角形的对角和是否大于180°,若是则满足该规则,否则进行对角线交换(可以证明仅此条件即可满足Delaunay三角形特性),生成新边进入边链表,将新生成的两个三角面插入面链表,删除原来的边和面。如图4所示。

3.3误差计算

本文采用由Blow于2000年提出的误差嵌套球算法[10]计算不规则三角网的视点无关误差。不规则三角网的视点无关误差可由公式(3)计算,其中的d(Cj)的范围由误差嵌套球确定。对于一特定物理点来说,其投影误差和实际视点无关误差成正比,而且其距视点越远,投影误差越小。因此其计算公式为:

$ρ_{i} = λ \frac{S (C_{i})}{∥ Ρ_{i} - e ∥}$ (3)

其中,Pi为包围球中心点,e为视点。λ为投影系数,是实际物体尺寸在投影空间投影变换后的放大倍数。求出视点无关误差后,就可以和阈值相比较,大于则插入该点,小于则进一步扩大包围球范围。

这是对于一特定物理点的计算方式,对于四叉树上的一个节点,经过分析,可认为它是一个半径Ri的球,也就是计算球上最大的投影误差值。该球距视点的最小距离为‖Pi-e‖-Ri,该球最大的视点无关绝对误差为S(Ci),其投影误差计算公式为:

$ρ_{i} = λ \frac{S (C_{i})}{∥ Ρ_{i} - e ∥ - R_{i}}$ (4)

对于该节点继续细分的条件是:

其中,k=τ/λ,在具体的细化过程中是常量。经过(5)式的优化,算法可以达到比较理想的计算速度。

3.4不同分块之间的误差度量

为实现视点相关多分辨率地形简化,提高多分辨率地形的简化效率,本文对四叉树的分块采用不同的误差阈值,而在同一分块内部,使用单一的阈值。图3所示的四叉树分块,不同分辨率的分块使用不同的误差阈值,这必然会使不同分辨率分块之间产生裂缝。文献[9]中给出一个分块之间拼接的方法,其主要思想是人为的在分块的每条边上添加N个边界点作为凸壳点,这些边界点可以不是原始DEM中的网格点。这种方法虽然可以解决相同大小分块之间的拼接,但是对点的选取缺少灵活性,而且无法达到最优的简化。

本文提出了一种有效的误差准则来解决不同分辨率分块之间的拼接,消除裂缝。其主要思想是在不同分辨率分块拼接时,在高分辨率分块的边缘使用低分辨率分块的误差阈值计算插入点,使不同分辨率的分块在分块边缘有相同的插入点,从而在消除不同分块间的裂缝的同时能更准确地对地形进行简化,同时使不同分辨率分块之间的过渡更平滑。如图5所示,每个圆弧区域表示具有相同的误差阈值,圆弧形区域为四叉树分块的正方形区域外接圆的一部分。

3.5四叉树分块合并

由于将点集通过四叉树分割,四叉树的每个叶子节点的情况可能不同,可能存在点集、凸壳的情况,因此可能出现点集和点集合并,凸壳和凸壳合并,凸壳和点集合并,点集和凸壳合并这四种情况。这些情况的合并较为简单,都可以归结为用凸壳技术构造合理三角形来解决。四叉树的合并是用递归的方法,从根开始自底向上先进行行块合并,再进行列块合并,最后生成整块。四叉树合并算法实际是一个递归的过程,算法描述如下:

Step1 从树根开始,如果第1子块的属性是根,将当前指针入堆栈,指针指向第1子块,递归调用合并函数,直到当前块属性为叶子为止。

Step2 从当前指针开始,如果相应根下的其它子块属性是根,当前指针入堆栈,指针指向第一个属性是根的其它子块,递归调用合并函数,直到当前根下的子块属性均为叶子为止。

Step3 当当前根的4 个子块属性全为叶子时,判断子块所分属的类型,调用相应的合并类型函数,先行后列进行合并。

Step4 从堆栈栈顶中弹出指针继续该合并过程,直到堆栈为空。

4数据结构设计

内存分配是任何LOD 简化算法中必须考虑的重要问题,合理的数据结构设计可以优化内存使用和提高算法执行效率。对于基于四叉树的数据分块结构,本文着重设计了分块后的数据结构。这里的数据结构,实际上也是分块后的数据存储方式。依据前面所描述的算法过程,可知算法采用的数据结构有点、边、三角面、四叉树。点、边和三角形面是Delaunay 三角网中最常用的图元,它们的数据结构合理与否,直接影响到算法的性能。为了满足构网要求同时尽可能减小数据量,本文设计了如下的顶点和三角形结构:

(1) 点结构

(2) 边结构

(3) 三角面结构

从四叉树的数据结构定义中可以看出,不仅在块中定义了点、边、三角面链表,而且还定义了块的中心点边界以及块的误差度量值,这样定义的目的是在地形的层次细节模型中,方便地对视景体以外的地形进行裁剪和误差过渡计算,以便加快绘制速度。

5实验结果与分析

本文对算法有效性进行了验证,实验以南方某地区规则网DEM数据为基础,实验平台为P4 3.0G CPU, 内存DDR400 1GB,显卡NVIDIA GeForce 6600 128MB。软件平台为WindowsXP,Visual C++6.0和三维图形标准库OpenGL。图6显示了地形数据分块为512×512时,地形原始数据重建图与简化后的效果图,图6(a)为原始未简化时的地形重构图像,图6(b)为经本文算法简化后的实时重构图像,图6(c)为图6(b)简化结果的网格显示效果图。实验过程中视点位于地形块的中心。表1所示为利用本文算法在不同简化率下的绘制效率。在对本文算法执行效果测试中,本文还将点按平均分块和按四叉树分块两种分块方式的简化效率作了比较。表2给出了其比较结果。

通过表1可以看出,当地形不进行简化时,绘制速度非常耗时,随着简化率的提高,绘制速度也大为提高,当简化率达到96.2%时,速度提高了近46倍,图6(b)即为此种简化率下的效果。

从表2可以看出,采用不同的地形分块策略可以得到不同的速度,与平均分块算法相比,本文采用的四叉树分块由于考虑了不同层次的绘制细节,不需要详细绘制的就采用上层的分块,需要详细绘制的就采用底层的分块,从而大大提高了绘制速度。

6结论

本文对规则网格与不规则三角网相结合的混合简化算法进行了研究,提出了一种视点相关的混合结构LOD树简化算法。算法综合了基于规则网格的四叉树结构与不规则网格的TIN结构的优点,统一了大规模绘制时地算法数据结构,提高了系统的兼容性和效率,同时对基于四叉树的误差控制进行了探讨和应用,消除了分块间的裂缝,提高了视觉连续性与实时性,实验证明效果较好。

摘要：大规模地形绘制在虚拟现实等领域中有着广泛应用。针对实时场景漫游过程中对场景精度的要求,提出一种视点相关的混合结构的LOD简化算法,算法保留了四叉树结构与不规则三角网TIN(Triangulated Irregular Network)结构的优点,在宏观上以四叉树方法简化地形数据,在细节层次上使用不规则三角网表示地形,最后通过有效的误差控制原则,解决了四叉树结构分块间的连接问题。简化了算法实现,提高了算法效率,在重建速度上有了一定的提高。

关键词：混合结构,四叉树,细节层次,地形简化,虚拟现实

参考文献

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[4]王海,陈国良,黄心渊.实时生成三维地形中关于DEM数据插值的探讨[J].计算机应用与软件,2008,25(2):35-56.

[5]Yuanchen Zhu.Uniform Remeshing with an Adaptive Domain:A New Scheme for View-dependent Level-of-Detail rendering of Meshes[J].IEEE Transactions on visualization and computer graphics,2005,11(3):306-316.

[6]Levenberg J.Fast View-Dependent Level-of-Detail Rendering Using Cached Geometry[C]//Proc.IEEE Visualization2002:259-266.

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[9]武玉国,等.大规模地形TIN模型的LOD算法设计与实现[J].系统仿真学报,2005,17(3):665-669.

结构施工图绘制第5篇

下面以绘制如图1所示的蜗轮轴零件图为例来说明在Auto CAD2011版中如何创建带属性的图块并正确的将图块插入到图样中。

1 图块的定义和分类

1.1 图块的定义

图块是将图形中一个或多个对象组合成一个整体[3], 然后保存成一个文件, 在绘图过程中根据需要进行调用和编辑。

1.2 图块的分类

根据使用范围, 图块可以分成内部图块和外部图块[4]。内部图块只能在定义它的图形文件中调用, 外部图块以文件的形式直接保存在电脑中, 可以根据使用范围, 随时将其调用到其他图形文件中, 所以外部图块应用更加广泛。

另外, 图块也可以分成简单图块, 带属性的图块和动态块[5]。通常形状一样, 但包涵的属性值 (即从属于块的文本信息) 不同时, 可选用带属性的块, 并将其存储成外部图块, 在图形文件中调用。

2 表面结构符号

在涡轮轴零件图中, 共有八个表面标有表面结构符号, 技术要求说明中也有一个表面结构符号, 参数值分别为1.6, 6.3, 12.5。

事先将表面结构符号创建成带属性的图块, 在绘制零件图时插入带属性的图块, 可以大大缩短绘图的时间, 提高绘图效率。

2.1 绘制表面结构符号的图形

使用直线命令、文字输入命令等, 绘制出表面结构符号的图形。如图2-1 (a) 所示。

2.2 定义属性

单击“绘图”“块”“定义属性”命令[6], 在“属性定义”对话框中, 如图2-2所示, 选择“锁定位置”复选框;在“标记”文本框中输入属性标记“参数值”;在“提示”文本框中输入“请输入表面结构的值”;在“默认”文本框中输入默认值1.6;在“文字高度”文本框中输入3.5。单击“确定”按钮, 在屏幕上指定参数值的插入点, 完成表面结构的属性定义。如图2-1 (b) 所示。

2.3 创建外部图块

在命令行输入“Wblock”, 回车, 在弹出的“写块”对话框中, 将块的来源设为“对象”, 单击“基点”下方的“拾取点”按钮, 回到绘图区, 拾取表面结构符号图形三角形下方的顶点作为基点, 单击“对象”下方的“对象选择”按钮, 回到绘图区选择图2-1 (b) 所示的图形作为块的对象, 同时指定文件名以及路径, 单击“确定”按钮完成外部图块的创建。

2.4 插入图块

2.4.1 插入表面结构符号

单击“插入”“块”命令, 在弹出的“插入”对话框中的“名称”文本框中输入块的名称“表面结构”, 单击“确定”按钮, 回到绘图区, 在“编辑属性”对话框中输入正确的参数值1.6, 12.5或6.3, 单击“确定”按钮, 在绘图区使用对象捕捉功能准确拾取插入点, 完成表面结构符号的插入。

2.4.2 注意问题

(1) 在“插入”对话框中, 不能选择“分解”复选框, 否则插入图块时不提示输入参数值。

(2) 控制“插入”命令是否使用对话框用于属性值的输入命令Attdia值为1时, 提示以对话框方式显示;值为0时, 提示在命令行显示。

(3) 根据机械制图新国标要求, 在两个键槽底面和直径为23的轴段表面及端面插入表面结构符号前, 要先使用“多重引线”命令绘制出引线, 将表面结构符号水平置于引线的横线上方。

(4) 在直径为15的轴段表面插入表面结构符号时, 需在打开的“插入”对话框中, 将旋转角设为90°。

(5) 定义完图块属性后, 将图块创建为外部块, 以便在多个图形文件中共用。

(6) 插入图块以后, 还可以使用“修改”“对象”“属性”“单个”命令, 打开“增强属性编辑器”对话框如图2-3所示, 在该对话框中可以方便地编辑图块的属性、文字选项或特性等。

3 结束语

在表面结构符号中除了标注表面结构参数和参数值以外, 必要时还需要补充要求如取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等[7], 这些补充要求都可以和参数值一样被定义属性, 实现快速标注。

表面结构是机械图样技术要求中的一项重要内容, 随着新国标的推出, 表面结构的注写方法变得简单, 使用带属性的图块来实现表面结构的快速标注, 可以大大减少重复绘图的过程, 提高绘图速度。除此之外, 也可以把机械图样中的基准符号、标题栏和螺栓、螺钉等标准件创建成图块以提高绘图效率。

参考文献

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[2]周子立郭吉平祁翔.AutoCAD 2008高手成长手册[M].北京:中国铁道出版社, 2009.

[3]冯岩王美蓉.机械制图与CAD绘图[M].北京:北京邮电大学出版社, 2013.

[4]许冬梅.机械制图与计算机绘图[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[5]刘哲刘宏丽.中文版AutoCAD2006实例教程[M].大连:大连理工大学出版社, 2006.

[6]北京兆迪科技有限公司.AutoCAD机械设计经典教程[M].北京:机械工业出版社.2012.

结构施工图绘制第6篇

1 设置样板文件

1.1 创建样板文件

当我们用Auto CAD绘制装饰施工图时,首先要设置图幅、图层、文本样式、标注尺寸样式、绘制图纸边框、标题栏以及设置绘图单位、精确度等。为了提高设计绘图效率,且使机装饰施工图风格统一,可以将这些设置一次完成,并且将其保存为样板文件,以便每次绘图时直接调用。

1.2 设置图形单位

在绘制装饰施工图时,通常以“毫米”作为基本单位,并且采用1:1的比例绘图,在打印时再设置打印输出比例。

1.3 设置图形界限

在Auto CAD中我们通过图形界限可以设置绘图空间中一个假想矩形绘图区域。图形界限相当于用户选择的图纸图幅大小。通常图形界限是通过屏幕绘图区的左下角和右上角的坐标来规定的。工程图纸一般采用几种比较固定的图纸规格, 如A0(1189mm×841mm)、A1(841mm×594mm)、A2(594mm×420mm)、A3(420mm×297mm)和A4(297mm×210mm)等。在使用Auto CAD绘制装饰施工图时,一般使用A3图纸进行打印输入,打印输出比例通常为1:100。图形界限默认为420mm*297mm,所以通常绘图界限设置为42000mm*29700mm。

1.4 创建并设置图层

在图层面板中,新建单击“图层特性管理器”面板,单击“新建图层”按钮,新建图层,如下图所示:

2 任创建基本样式

在室内设计中的图形样板文件中,我们还需要对文字样式、尺寸标注、引线样式和打印样式进行适当的设置。

2.1 创建文字样式

文字样式是对同一类文字的格式设置的集合,包括文字的字体、高度和效果等,在进行标注文字前,需要先对文字样式进行相应的设置。

2.2 创建室内设计标注样式

选择“格式”→“标注样式”命令(或在命令行中输入D命令),在弹出的“标注样式管理器”对话框中单击“新建”按钮,弹出“创建新标注样式”对话框,在“新样式名”文本框中输入“室内设计标注”,按需求将该标注设置规范。

2.3 设置引线样式

引线标注主要用于对指定部分进行文字解释说明,由引线、箭头和引线内容三个部分组成。在室内装潢设计中,通常用引线来标注材料、剖面细节等。

3 设置多线样式

3.1 墙体设置

一二墙,建筑俗语,即指宽度为120mm(毫米)的墙,因为目前的墙砖的宽度一般是120mm,一面墙砌一块砖的话,这面墙的厚度就只有120mm,所以就叫一二墙。同理,还有二四墙,即指宽度为240mm(毫米)的墙。此外还有三七墙,就是指370mm厚的墙。一般室内墙为二四墙,还有一些地方,如阳台、厨房、卫生间有时会是一二墙。在绘制时,可将标准样式的多线,按要求将比例设置为120或240倍,即可绘图。

3.2 设置窗户多线样式

在室内设计绘图中,我们一般使用多线命令进行窗户的绘制,在使用多线绘制窗户之前,我们需要对多线的样式进行设置,如下图所示。

4 绘制基本常用图块

绘制室内装潢设计图纸时,经常用到门、窗、标高等特殊图块,为了避免每次都进行重复绘制,一般在样板文件中位置这些图形,并将其定义为块,以方便以后绘图过程的调用。

4.1 创建门动态块

绘制好门图块后,将图块转换为动态图块,可以直接通过移动动态夹点来调整图块的大小和旋转角度,而不需要进行单独编辑,使图块的调整更加方便简单。

4.2 创建立面指向符图块

立面指向符由等边直角三角形、圆和字母组成,其中字母表示立面图的编号,黑色箭头指向立面的方向。

4.3 创建标高图块

标高主要用于表示顶面造型及地面装修完成的高度,在室内装潢设计中使用结构标高和建筑标高,两者之间的差别在于装修引起的差异。通常情况下,施工放线会在结构高度上标注而不是装修高度,在绘制图形时经常忽略掉两者的差别。

4.4 创建A3图框图块

A3图框是室内装潢设计施工图中最常用的图幅,设计师在进行出图时,应用统一的图幅,以提供统一协调的施工图纸。

步骤01:单击“新建图层”按钮,新建“图框”图层,设置“颜色”为“白”,并将其置为当前层。

步骤02:执行REC(矩形)命令,在命令行提示下,在绘图区单击任意一点作为矩形第一角点,然后输入第二角点坐标为 (@420,297),按【Enter】键确认,绘制矩形。

步骤03:执行X(分解)命令,在命令行提示下,选择矩形为分解对象,【Enter】键确认,分解矩形;执行O(偏移)命令,在命令行提示下,分别将左边直线向右偏移25、将其他3个边的直线一次向内偏移5。

步骤04:执行TR(修剪)命令,在命令行提示下,选择所绘制的图像对象,【Enter】键确认,修剪多余线段。

步骤05:执行O(偏移)命令,在命令行提示下,将右边内框线向左偏移60。

步骤06:绘制相关表格并输入内容,如图3所示。

结构施工图绘制第7篇

灌注桩是桥梁工程中应用最广泛的基础形式,其桩径及桩长与桥梁荷载及桥址处的地质情况相关,因此,灌注桩在设计、施工放样及竣工阶段均要绘制相关图样。而桩基础的螺旋钢筋和纵筋随着桩长存在不等比例的关系。为此,要面对大量繁琐的绘图及计量工作。若采用传统的逐根桩的绘图及计量方法,存在效率低、绘图周期长的问题。因此,急需一种能快速准确绘制灌注桩施工图的方法[1,2]。

当前工程上以采用绘图软件为主,其中由美国欧特克公司(AUTODESK)开发的AUTOCAD系列绘图程序得到广泛的应用[3,4],且具有二次开发功能,若充分利用,可高效、准确绘图。当前用于AUTOCAD二次开发的工具众多,AUTOLISP工具箱,因其具有编程简单、程序容易设置及易学的特点,在智能绘图方面得到应用[5,6,7]。

1灌注桩工程图图样特点

为满足施工的要求,灌注桩施工图要满足工程设计文件编制深度的规定[8],为此,灌注桩的施工图由钢筋笼立面图、钢筋笼控制点处的断面图、箍筋大样图,钢筋笼内箍大样图、纵筋大样图、保护层钢筋大样图及工程数量表等组成,如图1~2所示。为此,对该图样进行研究。

钢筋笼立面图由纵筋、箍筋、探测管、保护层钢筋及相应的控制尺寸组成,图样内容较多,绘制比较复杂,但与桩长满足一定的规律;同时,由于桩的长度从几米到几十米不等,为了节省图纸,在相同部位用波浪线表示[9]。

箍筋的大样图及工程量需要根据桩头、桩身及桩尖直径的大小及桩长而变化,同时也会根据箍筋间距的变化而变化,为此箍筋的大样图中相同的部位采用波浪线表示,钢筋的长度采用积分计算。钢筋笼控制点处是指桩身及桩尖处的位置,该位置处有内箍、外箍、纵筋及探测管组成,需要给出上述构件的定位尺寸。钢筋笼内箍放置在桩身的两头及桩尖处,且为保证钢筋笼施工时的整体性,在桩身长度一定间距内均要布置;因此,内箍的直径与其桩径及其位置有关。钢筋笼保护层采用钢筋支撑设置,其根数与桩的长度有关。

2灌注桩绘图关键问题的编程

根据灌注桩基础图绘制的深度要求,存在以下几个关键问题。

2)箍筋的绘制及长度的计算。桩的箍筋是从桩头、桩身到桩尖为一根连续的钢筋,外形为螺旋形,其中桩头部分为边直径螺旋线,桩身部分为等直径螺旋线,但存在加密区和非加密区;桩尖部分也为变直径螺旋线。因此,箍筋长度的计算比较复杂,常用的方法有等效近似计算法。本文采用积分方式进行计量,具有简单快速和准确的特点,同时也适合软件编程。

对于桩尖和桩头部分,其螺旋半径是变化的,其半径表达式为:

式中,r0为θ=0时的半径,即起点时半径;r2π为θ=2π时的半径,即转了一圈后半径。

则螺旋线的极坐标表示的方程为:

式中,s为螺旋钢筋竖向间距。

则由螺旋线转动一圈内的长度:

式中,n为积分的分段数,n越大,计算越精确。

3)径向分布的绘制。由于桩基础为圆形,钢筋的布置需要用到CAD的“array”命令,但其是以对话框的形式存在,编程需要参数输入的格式,其格式如下:

(command“array”e1“”“p”zbd fzsl“”“Y”),其中e1为选中的图元,p为圆环形,zbd为径向布置的圆形点,fzsl复制的数量。

4)径向尺寸线的标注。径向尺寸线的标注,包括直径和半径的标注,如果使用dimradius或者dimdiameter做无法开展,因此采用leader与text命令联合进行绘制。

(command“leader”zb1 zb2“a”“”“n”)

(command“text”“s”“一般文字”zb3 wzgd“-45”wznr)

其中,zb1,zb2为直径线或者半径线的两个端点;zb3为直径或者半径文字的起点,wzgd为文字高度,wznr为直径或者半径数值。

5)钢筋大样图的绘制。桩基础的钢筋种类按照其作用分为N1-N5,如图1~2所示,需要绘制其大样图以方便施工下料及工程量计算。

N1为竖向受力主筋,其需要在桩尖及桩头进行弯曲设置,桩身部分为直线部分,绘图时,采用波浪形表示。N2及N3为钢筋笼的圆形内支撑箍,其由钢筋弯成后搭接焊接而成,其中N2设置在桩身部分并按照一定的间距设置;N3设置在桩尖底部,1根桩只有1根N3。N4为钢筋笼保护层,尺寸固定,按线条绘制并标注长度文字。N5为箍筋,螺旋形,1根桩只有1根箍筋,其外形随着直径和间距发生变化,绘制大样时,在桩尖和桩头需要全部按实绘制,在桩身部分相等间距处采用波浪线省略绘制。

6)图层,字体样式的更换。为方便进行图样的管理工作,AUTOCAD可以设定不同图层及字体样式。程序绘图时,需要自动调换,方法如下:

(command“layer”“s”“arg1”“”),其中,arg1为设置为当前图层的图层名称。

(command“text”“s”arg1 arg2 arg3 arg4 arg5);其中,arg1文字样式名称,arg2文字绘制位置坐标,arg3为文字高度,arg4为文字倾角,arg5为文字内容。

3界面化程序的编程

对话框具有直观性,便于用户与计算机进行交互,在各类程序中得到广泛应用。菜单能存储各种命令,方便命令的调用,成为各类软件用户界面的重要组成部分。

AUTOCAD绘图软件系列提供了DCL语言编辑对话框,存为ASCII格式的文本文件,使用者可以自由编辑。对话框文件以“DCL”为后缀,同一个文件中可设置多个对话框。AUTOLISP系统提供特定的命令来定义对话框的外观和内容,并在VLISP工具栏里提供预览功能。对话框的调用由AUTOLISP定义的子程序来完成,即将对话框文件和含有任务要求的AUTOLISP程序文件放在AUTOCAD安装目录下support文件夹中即可实现直接调用。

AUTOCAD绘图软件中的标准菜单名为“acad.mnu”文件,是ASCII格式文本文件,其组成部分定义了用户界面中除命令行外的各部分的功能。使用者可以通过修改“acad.mnu”对应部位来修改菜单文件或创建新的菜单文件,或向菜单和工具栏添加命令或宏、为定点设备上的按钮指定命令以及创建和修改快捷键。菜单文件须加载至程序中才能使用[10]。

灌注桩智能绘图程序的对话框如3~5所示。

灌注桩智能绘图菜单表示如图6。

4灌注桩绘图程序研究

计算机绘图时间与程序的编制方法密切相关,为此要提高程序的运行效率,将程序分为若干等级。针对桩基础钢筋图的特点,将程序段分为3个等级。第三等级的程序,完成绘计算螺旋钢筋长度,子对话框的启动、尺寸样式的定义及绘制标题等基本操作,其作为子程序供第二级程序调用。第二等级程序,完成启动主对话框、绘图环境、绘制钢筋笼立面图、断面图及工程量统计等工作,其作为子程序供第一级程序调用。第一等级程序,为主程序,给定绘图控制点坐标,调用第二等级子程序,完成全部图的绘制。

为此将整个桩基础绘图程序分为1个主程序即1级程序、6个2级子程序,7个3级子程序及3个对话框,其组成如表1。

5结论

利用AUTOLISP对桩基础施工图进行编程绘制,很好地解决了桩基础快速绘图和快速进行工程量统计计算的问题,提高了工作效率。本文仅对AUTOLISP在土建行业的运用进行了简单的尝试,必将对土木工程中其他工程图绘制起到一个启发作用,对逐步完善CAD功能,加速互联网+在土木工程界应用具有重要的意义。

参考文献

[1]戴海燕.基于专家系统的Auto CAD二次开发技术[J].山西建筑,2006,32(21):368-369.

[2]王小波,侯英杰.AUTOLISP编程在工程计算中的应用[J].岩土工程技术,2015,29(2):55-64.

[3]王艳.基于Auto CAD参数化绘图系统的开发与实践[J].武汉工程职业技术学院学报,2010,26(3):38-41.

[4]马鑫民、杨仁树,张京泉,等.煤矿巷道锚杆支护智能绘图系统开发与应用[J].中国矿业,2010,19(11):77-80.

[5]葛新广,韦喜逢,周琪.AUTOLISP在T型梁工程图纸智能绘制中的应用研究[J].四川建材,2014,40(3):150-154.

[6]吴永进林美樱.Auto CAD程序设计魔法书Auto LISP&DCL基础篇[M].北京:中国铁道出版社,2003.

[7]许淑慧,罗红萍.基于Auto CAD的DCL与Auto LISP的有机整合[J].煤矿机械,2011,32(4):235-237.

[8]市政公用工程设计文件编制深度规定[S].