CAD技术在钢结构设计中的应用

胡建

摘要：随着近些年来我国社会经济的不断发展，我国公民的生活水平不断提升，在这样的时代背景之下，其对衣食住行的要求也在不断地上升。建筑行业作为满足我国公民日常生活的支柱型产业，自身的发展备受社会各界的广泛关注，因此本文针对建筑行业中近些年来新兴的钢结构建筑展开分析，深度剖析钢结构设计中CAD技术的应用优势，并且结合市场的应用经验对其进行阐述。希望能够推动CAD技术在钢结构设计中的应用范围，使钢结构设计更加完善，满足现代建设生产的使用需求。

关键词：CAD技术;钢结构设计;应用推广

一、CAD技术的优点

立足于CAD技术本身进行分析，其不过是一门计算机科学技术和工程学科结合起来所形成的一种边缘性的技术。这种科学技术在进行工业设计的时候，能够为设计者提供辅助性的设计，并且帮助设计者整合设计所应用的各种资源，包括模型的设计，动态图像动画等等。在进行设计的过程中能够实现数据的高效率交换，并且套用标准和工具更加便捷，同时还留有和外部系统连接的用户接口，这种集多种功能为一体的辅助性设计工具，对于设计者来说能够减轻大量的负担。经过长时间的发展，CAD技术已经集设计、规范、评价、修改、分析规划与一体，形成一种功能全面的设计系统，设计者在CAD技术的帮助之下，能够将自身的想象力，创造力，充分地发挥出来，结合对模型和图像的有机运用是脑海中的画面形成设计作品，大幅度地提高了设计的工作效率。也正因如此CAD技术经过发展，已经逐步成长，成为我国现代化科学技术应用的主流趋势，目前已经渗透到各个行业的发展之中，在航空航天，机械生产，化工制造等多个设计领域作出了杰出的贡献。

二、CAD技术在钢结构中的应用

CAD技术已经成为各行各业设计师的首要选择，大量的现代设计图纸，化工制造的部件都是通过CAD技术完成设计的。在钢结构的设计应用过程中，CAD技术主要经历了三个阶段。

2.1计算机辅助分析

在这一过程中，CAD技术主要起到的是辅助分析的作用，首先要将钢结构的设计应用导入到计算机之中，利用有限元分析方法建立不同的区间，然后将其转化为变量场景，这样就能够在有限个单元节点上进行运算。利用这种计算机辅助分析的特性，能够运算钢结构，设计自身的力学性能，弹塑性分析，并且对材料进行深度的剖析，使图纸的科学性和可行性大幅度地提升，最终还能够按照特殊的设计要求，形成一份完整的工程图纸。

2.2计算机辅助设计

计算机辅助设计主要是将设计师从日益繁重的绘图工作中解放出来，大幅度地提高了工作效率，也就是说利用CAD技术进行辅助分析和设计不再是两项分开的工作而是一项相互结合，相互支持的整体性工作，在对设计方案进行修改的时候，设计师就需要对数据建模，这样所成立的数据模型就能够充分地考虑到其力学性能和材料的使用规范，使整个工程的设计方案更加科学全面。

2.3计算机辅助设计与制造

利用计算机进行辅助设计和制造，就能够实现图纸设计规划的一体化，这是我国钢结构设计发展的一项巨大的进程。计算机辅助设计和制造集成化系统，就是利用了三維模型立体化技术，形成一个庞大的实验体，在这个过程中能够对节点进行标准化的调试，根据实际设计出来的结构构件和节点进行分析。甚至可以根据生成的图纸直接用于加工这些三维立体技术，能够将不可视的思想转化为可视的模型结构，这样才能够进行后续的问题讨论，然后将讨论的结果反馈到模型之中进行修改，使最终的方案更加科学

三、钢结构设计中的应用

3.1结构分析计算

计算机在建筑工程领域的应用。主要集中于数值计算和分析，或结构设计，自然也不例外通过利用互联网信息技术进行数值的计算，能够采用数据文件的形式，对结构进行数据输入和输出，并且实现短时间内的多次高精准计算，由于钢结构工程在设计的过程中需要经过多次大量的计算，每一次都需要重新地输入数值，并且对其数据进行修改，所以应用起来较为麻烦，也极容易出错。而CAD技术就有效地克服了这一点能够直接做出数据的导入与导出，节省大量的工作时间。

3.2前后处理结构计算

为了克服数据文件经常需要修改的弊端， CAD技术经过长时间的发展，已经具备了前后处理的结构分析计算软件。这种结构数据计算软件能够利用人机交互的方法进行数据的输入，方法十分便捷简单，但是这种前后处理结构计算软件的应用范围较为狭小，自身有着诸多的限制，仅仅适用于结构相对规则的钢结构设计，如果设计本身处于多面多空间的复杂结构，那么应用这个程序就有着很大的局限性。

3.3结构CAD

在设计结构利用结构CAD进行成品的展示十分便捷，最终的效果也极其理想。设计者可以通过这一手段将自身的所思所想，直观地表现在最终的数据模型之上，而客户也能够通过结构模型感受设计者的设计风格和设计理念，同时还能够有针对性的提出自身的见解和意见，设计者只需要稍做修改，就能够将客户的想法表现在结构之中，这样方便后期的讨论与修改，保证最后的成品让客户满意，当然在这一过程中需要进行大量的准备工作，例如图纸显示动态效果以及各种规范的使用。但是这些都推动着我国CAD技术的快速发展。

四、结束语

综上所述，随着我国CAD技术的飞速发展，各行各业都加快了对其应用的步伐，钢结构设计自然也不例外，通过CAD技术应用的不断深化，强化其系统功能，提高设计效率，能够为我国建筑行业的稳定发展打下坚实的基础。

参考文献

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[2]涂圣文，赵振华，邓梦雪，王冰.道路CAD系列软件在道路勘测设计课程中的教学实践[J].大学教育，2020（03）：46-48.

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