計算機基礎與程式設計實踐報告

2021-03-04 09:49:25 字數 5099 閱讀 7317

黑龍江科技大學建築工程二學歷實踐報告

1、實踐概述

在此次實踐中,我們在老師的帶領下,對土木工程中常用的一些計算機軟體有了新的認識、了解,使我們在計算機操作上了有了更大的進步。

2、主要內容

(1)、cad

1、定義

cad即計算機輔助設計(cad-***puter aided design) 利用計算機及其圖形裝置幫助設計人員進行設計工作的軟體 。簡稱cad。 在工程和產品設計中,計算機可以幫助設計人員擔負計算、資訊儲存和製圖等項工作。

cad還包含:電氣cad、外貿結算cad、加拿大元、冠狀動脈性心臟病、計算機輔助診斷、服裝cad等含義。

2、系統組成

通常以具有圖形功能的互動計算機系統為基礎,主要裝置有:計算機主機,圖形顯示終端,圖形輸入板,繪圖儀,掃瞄器,印表機,磁帶機,以及各類軟體。

(1)、工程工作站

一般指具有超級小型機功能和三維圖形處理能力的一種單使用者互動式計算機系統。它有較強的計算能力,用規範的圖形軟體,有高解析度的顯示終端,可以聯在資源共享的區域網上工作,已形成最流行的cad系統。

(2)、個人計算機

pc系統**低廉,操作方便,使用靈活。80年代以後,pc機效能不斷翻新,硬體和軟體發展迅猛,加之圖形卡、高解析度圖形顯示器的應用,以及pc機網路技術的發展,由pc機構成的cad 系統已大量湧現,而且呈上公升趨勢。

(3)、外圍裝置

除了計算機主機和一般的外圍裝置外,計算機輔助設計主要使用圖形輸入輸出裝置。互動圖形系統對cad 尤為重要。圖形輸入裝置的一般作用是把平面上點的座標送入計算機。

常見的輸入裝置有鍵盤、光筆、觸控螢幕、操縱桿、跟蹤球、滑鼠器、圖形輸入板和數位化儀。圖形輸出裝置分為軟拷貝和硬拷貝兩大類。軟拷貝裝置指各種圖形顯示裝置,是人機互動必不可少的;硬拷貝裝置常用作圖形顯示的附屬裝置,它把螢幕上的影象影印出來,以便儲存。

常用的圖形顯示有三種:有向束顯示、儲存管顯示和光柵掃瞄顯示。有向束顯示應用最早,為了使影象清晰,電子束必須不斷重畫圖形,故又稱重新整理顯示,它易於擦除和修改圖形,適於作互動圖形的手段。

儲存管顯示儲存影象而不必重新整理,故能顯示大量資料,且**較低。光柵掃瞄系統能提供彩色影象,影象資訊可存放在所謂幀緩衝儲存器裡,影象的解析度較高。

(4)、軟體

除計算機本身的軟體如作業系統、編譯程式外,cad主要使用互動式圖形顯示軟體、cad應用軟體和資料管理軟體3類軟體。近年來國內快速崛起的浩辰cad、中望cad等,和autocad,他們都有很高度相容,也是使用者的選擇之一。

互動式圖形顯示軟體用於圖形顯示的開窗、剪輯、**,圖形的變換、修改,以及相應的人機互動。cad應用軟體提供幾何造型、特徵計算、繪圖等功能 , 以完成面向機械、廣告、建築、電氣各專業領域的各種專門設計。構造應用軟體的四個要素是:

演算法 、資料結構、使用者介面和資料管理。資料管理軟體用於儲存 、檢索和處理大量資料,包括文字和圖形資訊。為此,需要建立工程資料庫系統。

它同一般的資料庫系統相比有如下特點:資料型別更加多樣,設計過程中實體關係複雜,庫中數值和資料結構經常發生變動,設計者的操作主要是一種實時性的互動處理。

(5)、輔助模型

常用的cad軟體,也就是所謂的三維製圖軟體,較二維的圖紙和二維的繪圖軟體(比如autocad)而言,三維cad軟體(比如中望3d)能夠更加直觀、準確地反映實體和特徵。

對於專業企業,因為繪製目標不同,還常存在有多種cad系統並行的局面,那麼就需要配置統一的、具備跨平台能力的零部件資料資源庫,將標準件庫和外購件庫內的模型資料以中間格式(比如通用的有igs、step等)匯出到三維構型系統當中去,如主流的autodesk inventor,solidworks,catia,中望3d,pro/e,autocad,ug nx,,solidedge,onespace等。國外,這種網路服務被稱為「零部件圖書館」或「資料資源倉庫」。航天航空領域使用較多的為pro/e,飛機和汽車等複雜產品製造領域則使用catia居多,而在中小企業使用solidworks較多。

在歐美和日本的plm使用者中,基於網際網路的plm零部件資料資源平台linkable part***munity(簡稱p***)的知名度一點都不亞於今天我們所熟知的blog和sns這樣的網路平台。

3、基本技術

主要包括互動技術、圖形變換技術、曲面造型和實體造型技術等。

在計算機輔助設計中,互動技術是必不可少的。互動式cad系統, 指使用者在使用計算機系統進行設計時,人和機器可以及時地交換資訊。採用互動式系統,人們可以邊構思 、邊打樣、邊修改,隨時可從圖形終端螢幕上看到每一步操作的顯示結果,非常直觀。

圖形變換的主要功能是把使用者座標系和圖形輸出裝置的座標系聯絡起來;對圖形作平移、旋轉、縮放、透視變換 ;通過矩陣運算來實現圖形變換。

計算機設計自動化計算機自身的cad,旨在實現計算機自身設計和研製過程的自動化或半自動化。研究內容包括功能設計自動化和組裝設計自動化,涉及計算機硬體描述語言、系統級模擬、自動邏輯綜合、邏輯模擬、微程式設計自動化、自動邏輯劃分、自動布局佈線,以及相應的互動圖形系統和工程資料庫系統。積體電路cad有時也列入計算機設計自動化的範圍。

4、基本功能

平面繪圖:能以多種方式建立直線、圓、橢圓、圓環多邊形、樣條曲線等基本圖形物件。

繪圖輔助工具:提供了正交、物件捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等。

繪圖輔助工具。正交功能使使用者可以很方便地繪製水平、豎直直線,物件捕捉可幫助拾取幾何物件上的特殊點,而追蹤功能使畫斜線及沿不同方向定位點變得更加容易。

編輯圖形:cad具有強大的編輯功能,可以移動、複製、旋轉、陣列、拉伸、延長、修剪、縮放物件等。

標註尺寸:可以建立多種型別尺寸,標註外觀可以自行設定。

書寫文字:能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書寫文字,可設定文字字型、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。

圖層管理功能:圖形物件都位於某一圖層上,可設定圖層顏色、線型、線寬等特性。

三維繪圖:可建立3d實體及表面模型,能對實體本身進行編輯。

網路功能:可將圖形在網路上發布,或是通過網路訪問autocad資源。

資料交換 :提供了多種圖形影象資料交換格式及相應命令。

5、用途

工程製圖:建築工程、裝飾設計、環境藝術設計、水電工程、土木施工等等。

工業製圖:精密零件、模具、裝置等。

服裝加工:服裝製版。

電子工業:印刷電路板設計。

廣泛應用於土木建築、裝飾裝潢、城市規劃、園林設計、電子電路、機械設計、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領域。

(二)、pkpm

1、概述

pkpm是乙個系列,除了建築、結構、裝置(給排水、採暖、通風空調、電氣)設計於一體的整合化cad系統以外,目前pkpm還有建築概預算系列(鋼筋計算、工程量計算、工程計價)、施工系列軟體(投標系列、安全計算系列、施工技術系列)、施工企業資訊化(目前全國很多特級資質的企業都在用pkpm的資訊化系統)。

最早這個軟體只有兩個模組,pk(排架框架設計)、pmcad(平面輔助設計),因此合稱pkpm。現在這兩個模組依然還在,功能大大加強,更加入了大量功能更強大的模組

現在,pkpm已經成為面向建築工程全生命週期的集建築、結構、裝置、節能、概預算、施工技術、施工管理、企業資訊化於一體的大型建築工程軟體系統,以其全方位發展的技術領域確立了在業界獨一無二的領先地位。

2、基本功能

(1)、建築模型的建立(提取)

直接從dwg檔案中提取建築模型進行節能設計。可以最大程度的減輕建築師的工作量,在方案、擴初和施工圖等不同設計階段方便的進行節能設計,避免了二次建模的工作。

使用建模軟體進行建模。chce軟體提供了自帶的建模工具,可以快速高效的完成建築模型的建立。

可以直接利用pkpm系軟體的pmcad建模資料。如果有了pmcad的資料,則可以直接進行下一步的節能設計工作。

(2)、建築節能設計計算

幫助設計師完成所有相關的熱工計算,提供了大量不同保溫體系的牆體,屋面和樓板型別,可方便的查詢各種保溫體系的適用範圍和特點。自動計算建築物的體形係數和窗牆比等引數,直接讀取建築師在建築設計中的各種門、窗、牆、屋面、柱、房間等設計引數,進行節能設計,並根據《節能設計標準規範》進行自動校核驗算。

(3)、動態能耗分析計算

chec所採用的動態能耗分析計算程式,依據《夏熱冬冷地區的居住建築節能設計標準》jgj134-2001的規定,按各地的全年氣象資料,對建築物進行全年8760小時的逐時能耗分析計算,計算出每平方公尺建築面積的年採暖、空調冷熱量指標和耗電量指標,並自動依據《夏熱冬冷地區居住建築節能設計標準》進行判斷比較。當計算結果不符合節能設計標準的要求時,使用軟體的維護結構設計功能,可以方便地讓您的設計滿足節能設計的要求。

(4)、節能建築的經濟指標核算

能進行節能和非節能設計的工程造價比較;能進行在達到相同保溫效果下分析不同保溫系統的工程造價比較;幫助設計師和甲方選擇最為合理的保溫系統。

(5)、節能設計說明書和計算書

chec軟體可生成符合設計和審圖要求的輸出檔案

3、軟體特點

(1)、簡單

對建築師無需掌握熱力學原理,只要一次按鍵就可以得到相應的幫助。各種計算機結果以不同的顏色直觀的顯示設計圖紙上。

(2)、人性避免形成乙個單純的計算程式,在設計過程中隨時幫助檢驗是否符合規範的標準,如窗牆比、圍護結構的傳熱系數。各種需要的資料自動讀取,生成計算結果直接輸出、並形成幫助說明。克服單純的計算軟體所產生的設計過程和計算過程無法很好結合的弊端。

(3)、智慧型如果在設計過程中缺少必要的引數,自動以預設引數作為第一選擇,並作相應的記錄,以方便建築師以後修改和設定。這樣在保持設計的連貫性的同時,也方便了設計者的再次修改。

4、兩大模組的介紹

鋼筋砼框架、框排架、連續梁結構計算與施工圖繪製軟體 (pk)

(1)、pk模組具有二維結構計算和鋼筋混凝土梁柱施工圖繪製兩大功能:

模組本身提供乙個平面杆系的結構計算軟體,適用於工業與民用建築中各種規則和複雜型別的框架結構、框排架結構、排架結構,剪力牆簡化成的壁式框架結構及連續梁,拱形結構,桁架等。 規模在30層,20跨以內。

在整個pkpm系統中,pk承擔了鋼筋混凝土梁、柱施工圖輔助設計的工作。除接力pk二維計算結果,可完成鋼筋混凝土框架、排架、連續梁的施工圖輔助設計外,還可接力多高層三維分析軟體tat、satwe、pmsap計算結果及磚混底框、框支梁計算結果,可為使用者提供四種方式繪製梁、柱施工圖,包括梁柱整體畫、梁柱分開畫、梁柱鋼筋平面圖表示法和廣東地區樑表柱表施工圖,繪製100層以下高層建築的梁柱施工圖。

pk軟體可處理梁柱正交或斜交、梁錯層,抽梁抽柱,底層柱不等高,鉸接屋面梁等各種情況,可在任意位置設定挑樑、牛腿和次梁,可繪製十幾種截面形式的梁,可繪製折梁、加腋梁、變截面梁,矩型、工字梁、園型柱或排架柱,柱箍筋形式多樣。

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