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1 绪论1

1.1 土木工程 CAD 的历史与发展1

1.1.1 计算机与计算机绘图的发展1

1.1.2 CAD 在土木工程领域的应用和发展1

1.2 CAD 的基本概念2

1.2.1 CAD 的基本概念2

1.2.2 CAD 与计算机绘图的内涵2

1.2.3 土木工程 CAD 涉及的知识领域3

1.3 CAD 在土木工程中的应用4

1.3.1 建筑与规划设计4

1.3.2 结构设计4

1.3.3 给排水设计4

1.3.4 暖通设计4

1.3.5 建筑电气设计4

1.4 CAD 的学习方法5

1.4.1 掌握 CAD 硬件设备的使用和软件环境配置要求5

1.4.2 领会 CAD 系统的总体结构及操作流程5

1.4.3 结合相关专业设计规范和理论进行学习6

2 CAD 硬件系统7

2.1 CAD 硬件系统概述7

2.1.1 硬件系统的基本组成结构7

2.1.2 硬件系统的高级配备组成结构8

2.2 图形显示和输出系统设备8

2.2.1 图形屏幕显示设备8

2.2.2 图形打印输出设备10

2.2.3 绘图机11

2.3 图形输入设备与应用11

2.3.1 笔式和类似笔式输入设备12

2.3.2 图像扫描仪13

2.3.3 数字相机14

2.3.4 三维图形数字化输入设备14

3 CAD 软件系统16

3.1 CAD 系统的软件平台和层次结构16

3.2 CAD 通用软件16

3.2.1 基本图形软件与国际标准17

3.2.2 造型软件20

3.2.3 工程分析计算软件21

3.2.4 工程数据库管理软件22

3.3 CAD 常用工具软件23

3.3.1 AutoCAD 概述23

3.3.2 标准图形软件 OpenGL24

3.3.3 三维建模与动画软件3D Studio MAX27

3.3.4 平面图形设计软件 Photoshop30

3.4 CAD 网络系统软件32

3.4.1 网络系统基础知识32

3.4.2 网上 CAD 信息获取与传输36

3.4.3 建立网上交互式三维场景37

4 土木工程 CAD 系统结构42

4.1 非交互式 CAD 系统的结构及特点42

4.2 交互式 CAD 系统的结构及特点43

4.3 半交互式 CAD 系统的结构及特点43

4.4 综合化 CAD 系统44

4.5 集成化 CAD 系统44

4.6 智能化 CAD 系统46

5 AutoCAD 应用基础48

5.1 AutoCAD 二维交互式绘图48

5.1.1 AutoCAD 系统操纵48

5.1.2 绘图环境设置和坐标输入49

5.1.3 几何图形绘制53

5.1.4 图形显示控制命令55

5.2 图形编辑处理56

5.2.1 图形对象的选择设置及图形对象的捕捉设置56

5.2.2 基本图形编辑命令57

5.2.3 图层、线型和颜色控制58

5.2.4 块和实体填充59

5.2.5 图形的查询操作61

5.3 图形标注66

5.3.1 尺寸标注66

5.3.2 文本标注与编辑68

5.4 AutoCAD 的属性和对话框75

5.4.1 使用属性75

5.4.2 对话框76

5.5 AutoCAD 与外部图形的接口78

5.5.1 数据交换78

5.5.2 格式转换82

5.5.3 本章小结84

6 工程结构设计与计算87

6.1 工程结构设计的计算机方法87

6.2 钢筋混凝土梁的正截面强度计算87

6.2.1 计算公式87

6.2.2 适应条件(非抗震设计)88

6.2.3 抗震设计时应满足的条件89

6.2.4 程序框图89

6.2.5 钢筋混凝土单筋矩形截面梁配筋计算程序90

6.3 钢筋混凝土梁的斜截面强度计算92

6.3.1 斜截面计算基本公式92

6.3.2 适用条件93

6.3.3 程序框图94

6.4 钢筋混凝土柱的截面强度计算94

6.4.1 轴心受压构件94

6.4.2 偏心受压构件的基本公式95

6.4.3 矩形截面对称配筋偏心受压构件的配筋计算95

6.4.4 偏心受压构件正截面强度计算的适用条件96

6.4.5 程序框图96

6.4.6 框架柱的抗剪强度计算96

6.4.7 钢筋混凝土矩形截面偏心受压柱对称配筋计算程序98

6.5 钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算99

6.5.1 裂缝宽度计算公式100

6.5.2 最大裂缝宽度允许值100

6.5.3 按构造要求控制最大裂缝宽度101

6.5.4 程序框图101

6.5.5 钢筋混凝土受弯构件最大裂缝宽度计算程序101

6.6 钢筋混凝土受弯构件变形计算102

6.6.1 计算公式102

6.6.2 受弯构件挠度允许值103

6.6.3 计算构件挠度的程序框图104

6.6.4 计算受弯构件挠度程序104

7 典型 CAD 软件的使用与课程实践106

7.1 钢筋混凝土框排架、连续梁以及柱下独立基础计算机辅助设计系统 FBCAD106

7.1.1 FBCAD 系统的功能及主要技术条件106

7.1.2 系统操作及说明108

7.2 地基-箱形基础-上部结构共同作用分析软件 SBSIA111

7.2.1 SBSIA 功能及适用范围111

7.2.2 图形交互式结构建模111

7.2.3 图形交互式荷载输入114

7.2.4 地质资料输入115

7.2.5 结构计算116

7.2.6 图示输出116

7.3 桥型设计软件 QXCAD118

7.3.1 QXCAD 系统运行环境118

7.3.2 QXCAD 系统安装和启动119

7.3.3 QXCAD 系统基本功能121

7.3.4 QXCAD 系统基本操作122

7.3.5 QXCAD 系统分项操作122

7.4 公路、桥梁结构设计计算系统 GQJS138

7.4.1 GQJS 系统运行环境138

7.4.2 GQJS 系统安装和启动138

7.4.3 GQJS 系统基本功能139

7.4.4 GQJS 系统交互界面操作及数据结构140

8 土木工程 CAD 技术发展趋势与展望147

8.1 多媒体和通信技术在土木工程中的应用147

8.1.1 虚拟现实(VR)技术派生的工程应用系列147

8.1.2 分布式多媒体通信技术派生的工程应用系列147

8.1.3 多媒体仿真技术派生的工程应用系列148

8.1.4 工程信息管理技术派生的应用系列148

8.1.5 数字地球系统技术派生的应用系列149

8.2 CAD 技术和概念的发展149

8.2.1 工程 CAD 技术的跨学科发展特点149

8.2.2 CAD 的建模技术的研究和发展150

参考文献151