工程制图与CAD.docx
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工程制图与CAD
建筑工程制图与CAD课程
本课程以掌握土木工程CAD的基本概念、基本操作方法和基本技能为重点。
学完本课程应达到以下基本要求：
1.了解计算机辅助设计技术（CAD）产生的历史原因和发展状况，了解CAD技术在土木工程实践中的应用范围和应用领域。
2.初步掌握土木工程CAD计算机硬件系统和软件系统的工作原理和组成，初步掌握通用CAD系统和专业CAD系统的运行环境和特点，对与土木工程专业相关的各类CAD软件有初步的认识。
3.熟练掌握计算机辅助绘图软件AutoCAD二维绘图的各项主要功能和基本操作方法，能使用该软件绘制出符合国家标准的土木工程图纸。
4.初步掌握AutoCAD三维绘图的基本命令和操作过程，能绘出简单的三维图形。
5.了解建筑工程系列软件PKPM各模块主要功能特点和应用范围，初步掌握PMCAD、PK、TAT、SATWE等结构模块的计算分析与设计功能。
第一章AutoCAD图形系统
AutoCAD软件具有如下基本特性：
1.具有完善的图形绘制功能；
2.具有强大的图形编辑功能；
3.可以采用多种方式进行二次开发或用户定制；
4.可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力；
5.支持多种硬件设备；
6.支持多种操作平台；
7.具有通用性、易用性，适用于各类用户。
AutoCAD2004命令输入的方法
‹对于绝大多数的AutoCAD常用命令，可采用以下四种方法进行输入：
1.通过键盘在命令行直接输入英文命令（无大小写区别）；
2.鼠标单击与该命令对应的工具栏按钮；
3.鼠标单击与该命令对应的下拉菜单命令；
4.利用屏幕菜单输入（不常用）。
一些命令可用快捷键组合的输入方式实现。
‹推荐采用的命令输入方法：
1.为常用的命令通过键盘输入；
2.其他命令结合工具按钮和下拉菜单；
‹可通过编辑文件acad.pgp修改命令的简写：
下拉菜单“工具”——“自定义”——“编辑自定义文件”——acad.pgp
图形文件管理命令与绘图基本过程
‹图形文件管理命令：
新建文件：
NEW打开文件：
OPEN关闭文件：
CLOSE退出AutoCAD：
EXIT、QUIT
‹绘制好的图形文件应保存在预先设定的文件夹内，以便于文件管理。
应培养良好的工程文件管理习惯。
‹绘图的基本过程：
新建图形文件——设置环境——绘图——编辑修改——保存退出。
坐标系和坐标输入方法
‹AutoCAD的绘图区是一个无限大的二维平面，一般情况下采用绝对直角坐标系输入，z=0，即二维图形均绘制在xoy平面上。
‹
绝对坐标与相对坐标、直角坐标与极坐标
‹坐标输入方法1.绝对直角坐标：
x=30,y=40输入30,40
2.绝对极坐标：
r=10,θ=30°输入10<30
3.相对直角坐标：
x=30,y=40输入@30,40
4.相对极坐标：
r=10,θ=30°输入@10<30‹模型空间与图纸空间的概念与区别
标准功能键
F1打开帮助窗口‹
F2在文本窗口与图形窗口之间切换‹
F3打开/关闭对象捕捉‹
F4数字化仪状态切换‹
F5切换各等轴测面‹
F6打开/关闭坐标显示‹
F7打开/关闭栅格显示‹
F8打开/关闭正交状态‹
F9打开/关闭点网捕捉状态‹
F10打开/关闭极轴开关‹
F11打开/关闭对象捕捉追踪
几个简单命令的学习
‹绘制直线段LINE（L）‹
绘制矩形RECTANG（REC）‹
删除命令ERASE（E）‹
视图平移PAN（P）‹
视图缩放ZOOM（Z）‹
对象捕捉开关打开F3端点捕捉/中点捕捉
简单图形的绘制
新建图形文件
‹如何在输入新建文件命令后开启“创建新图形”对话框：
下拉菜单“工具”——“选项”——标签“系统”——“启动：
显示启动对话框”
‹新建图形文件的三种方法：
1.默认设置：
英制、公制；
2.使用样板文件；
3.使用向导：
高级设置、快速设置；
‹一般可采用默认设置，或自定义样板文件。
新建图形文件的三种方法
图形单位的设定：
下拉菜单：
“格式”——“单位...”
图形显示范围的
设定命令：
LIMITS下拉菜单：
“格式”——“图形界限”
精确制图功能
‹AutoCAD2004中的精确制图功能：
1.正交功能（F8）
2.栅格显示（F7）+捕捉功能（F9）
3.极轴追踪功能（F10）
4.对象捕捉功能（F3）
5.对象追踪功能（F11）
‹上述精确制图功能应根据需要配合使用，推荐优先采用对象捕捉功能（F3）+对象追踪功能（F11）。
‹精确制图功能的设定方法：
下拉菜单“工具”——“草图设置...”
精确制图功能的设定
命令输入方法
‹命令及参数输入方法：
1.只有当命令行（窗口）出现“命令：
”提示时，方可输入AutoCAD命令，且仅能输入英文（不区分大小写）。
2.输入某命令后，应根据命令行的提示输入该命令的子命令或必要的参数，这些交互式信息输入完毕后，该命令功能才能被执行。
‹AutoCAD命令符号约定：
1.“/”，分隔符，用来分隔命令参数，首字母表示参数缩写。
例：
命令RECTANG输入后，命令行提示：
“指定第一个角点或[倒角（C）/标高（E）/圆角（F）/厚度（T）/宽度（W）]:
”2.“[]”，命令参数集合，前面的子命令为缺省命令。
3.要中途退出命令输入，可按下EscEsc键，有些命令的退出需连续两次按下EscEsc键。
4.执行某命令后若对其结果不满，可在“命令：
”提示后输入“U”，即可回退至上次操作之前的状态。
5.执行完一条命令后直接回车或按鼠标右键（需设定），可重复执行上一条命令。
鼠标右键快捷菜单设定方法：
下拉菜单工具——选项——用户系统配置——绘图区域中使用快捷菜单
6.鼠标在命令行右键单击，可调用命令行输入的历史记录。
‹命令输入小技巧：
AutoCAD中，空格键＝回车键
‹透明命令
1.在AutoCAD中，可以在不中断某一命令的执行情况下插入另一条命令，这种可在其它命令执行过程中插入执行的命令称为透明命令。
2.在执行line命令时输入‘help,‘zoom,‘pan即为透明命令。
二维图形绘制常用命令
‹绘制二维图形的常用命令：
LINE绘制直线段POINT绘制点
RAY绘制射线PLINE绘制多义线
XLINE绘制直线MLINE绘制复合线
RECTANG绘制矩形SPLINE绘制样条曲线
POLYGON绘制正多边形REVCLOUD绘制云线
CIRCLE绘制圆DONUT绘制圆环
ARC绘制圆弧ELLIPSE绘制椭圆或椭圆弧
图元选择
‹术语：
图形元素＝图元＝对象‹
图元选择方法（四种）：
1.直接选择：
指在命令行提示符下，不经执行任何命令而直接在绘图区选择图元。
a.点选；（一次仅能选择一个图元）
b.从左到右的矩形窗口选择；（包容式窗口）
c.从右到左的矩形窗口选择；（交叉式窗口）
2.先输入编辑命令再进行选择；
3.输入SELECT命令后再选择，除可继续使用点选和矩形窗选外，还可使用以下多种选项：
Last/Crossing/BOX/All/Fence/WPolygon/CPolygon/Group/Remove/Add/Multiple/Previous/Undo/Auto/Single
SELECT命令参数详解：
Last：
选择后建立的图元。
Crossing：
进入交叉窗口选择模式。
BOX：
交叉窗口或包容式窗口选择模式。
All：
选择当前视区内的所有图元。
Fence：
通过连续画线形成的一个围栏进行选择。
WPolygon：
多边形包容式窗口选择模式。
CPolygon：
边形交叉式窗口选择模式。
Group：
通过输入图元的组名而选择该组所有的图元。
Remove：
进入取消状态，即图元选择的“减去”模式。
Add：
从Remove模式恢复到图元选择的“增加”模式。
Multiple：
允许一次点选多个目标后才显示被选中的图元。
Previous：
选择近一次创建的选择集。
Undo：
取消上一次选中的图元。
Auto：
进入点选和矩形窗选模式，与默认方式相同。
Single：
仅能使用一种方式选择一个图元，选择完成后即SELECT命令。
快速选择：
输入QSELECT命令后再根据设定的图元过滤条件进行选择。
通常情况下采用直接选择方式即可。
设置图元选择模式和夹点选择模块
选择模式详述：
1.先选择后执行该选项控制是否使用先选择图元后执行编辑命令的方式。
2.用shift键添加到选择集该选项控制怎样向已有的选择集添加图元。
如选中该项，向选择集中添加或减去图元必须同时按下shift键。
3.按住并拖动当该项选中，必须按下鼠标左键并拖向对角方向方可执行一次窗口式选择。
4.隐含窗口当该项选中，表示包容式窗口和交叉式窗口选择模式生效。
5.对象编组当该项选中，表示当选择某个组中的一个图元时，则该图元所在的整个组均被选中，否则只选择到单个图元。
6.关联性填充当该项选中，表示当用户选择了一个填充图元后，该填充图元的边界也同时被选中。
二维图形编辑常用命令
‹二维图形修改编辑的常用命令：
ERASE删除图元COPY平移复制图元
MOVE移动图元MIRROR镜像复制图元
ROTATE旋转图元OFFSET平行复制图元
SCALE缩放图元ARRAY阵列复制图元
STRETCH移动或拉伸图元LENGTHEN拉长图元
TRIM修建图元EXTEND延伸图元
CHAMFER对图元倒直角FILLET对图元倒圆角
BREAK打断图元EXPLODE分解图元
执行图形编辑命令的两种方式：
1.主谓式操作——先选择图元再输入编辑命令；
2.动宾式操作——先输入编辑命令再选择图元。
‹夹点编辑
1.夹点即图元上可控制图元位置、大小的关键点；
2.使用夹点编辑必须首先在选择对话框中选定“启用夹点”；
3.夹点编辑：
夹点拉伸；夹点移动；夹点旋转；夹点比例缩放；夹点镜像。
图层、颜色、线型、线宽
‹图层的概念和作用+
1.图层相当于绘图中使用的各层透明重叠图纸，是AutoCAD用于管理复杂图形的主要组织工具，使用它可以很好地组织不同类型的图形信息。
可以使用图层快速设置图元的颜色、线型、线宽等对象特性。
2.通过创建图层，可以将类型相似的对象指定给同一个图层使其相关联。
例如，可将轴线、图形、文字、标注和标题栏分别置于不同的图层上，然后对以下绘图要素加以控制：
a.图层上的对象是否在任何视口中都可见；
b.是否打印对象以及如何打印对象；
c.为图层上的所有对象指定何种颜色；
d.为图层上的所有对象指定何种默认线型和线宽；
f.图层上的对象是否可以修改等。
图层的性质
1.每次开启一个新文件，AutoCAD均自动创建一个名为0的特殊图层。
2.默认情况下，图层0将被指定使用7号颜色（白色或黑色，由背景色决定）、CONTINUOUS线型、“默认”线宽（默认设置是0.01英寸或0.25毫米）以及NORMAL打印样式。
3.在绘图过程中不能删除或重命名图层0。
4.当前绘制图形的图层叫做“当前层”，“当前层”也不能被删除。
‹图层状态控制工具
1.“开启”与“关闭”——控制该层上的图形是否在屏幕上显示；“关闭”一些图层可以使图形简单、清晰。
2.“冻结”与“解冻”——控制该层上的图形是否参与各种运算；“冻结”后的图层即不显示在屏幕上也不参与运算。
3.“锁住”与“解锁”——控制该层上的图形能否被选择命令选中；“锁住”一些图层可以保护该层图元不被误操作。
图层工具条和图层特性管理器
对象特性设定——颜色
1.对象特性工具条
2.颜色的设定
通过颜色的设定可直观地对图元进行编组。
‹
可通过图层指定图元的颜色，也可不依赖图层而直接指定图元某种颜色。
可以通过对图元不同颜色的设定来控制图元在打印输出时采用的线宽。
‹
为图元指定颜色时，可使用以下三种调色板：
（1）ACI颜色ACI是AutoCAD中使用的标准颜色。
每种颜色用一个ACI编号（1到255间的整数）标识。
标准颜色名仅适用于1到7号颜色，指定如下：
1红色，2黄色，3绿色，4青色，5蓝色，6品红色，7白色/黑色。
（2）真彩色真彩色使用24位颜色定义显示16M色。
指定真彩色时，可以使用RGB或HSL颜色模式。
如使用RGB模式，可指定颜色的红、绿、蓝组合；如使用HSL模式，可指定颜色的色调、饱和度和亮度三要素。
（3）配色系统AutoCAD包括几个标准Pantone配色系统，也可以输入其他配色系统。
对象特性设定——线型
1.设定线型（线型管理器）
2.线型比例显示命令LTSCALE
3.重画命令REDRAW重生成命令REGEN
对象特性设定——线宽可设定的线宽：
0.00～2.11毫米。
应注意理解设定线宽与PLINE命令绘制具有宽度的多义线的区别。
简例
图案填充
‹几个重要概念1.进行图案填充的区域必须具有一个封闭的外边界。
2.三种填充方式（孤岛检测方式）：
a.普通b.外部c.忽略
3.图案填充的整体性与关联性。
图案填充命令BHATCH（H）
编辑修改图案填充命令HATCHEDIT（HE）
查询命令
查询命令工具条
查询命令
1.查询两点之间的距离——命令：
DIST。
2.查询面积和周长——命令：
AREA。
3.查询面域特性（面积、周长、质心、惯性矩、回转半径等特性）——命令：
MASSPROP创建面域命令：
REGION。
4.列表查询图元——命令：
LIST。
5.查询点的坐标值——命令：
ID。
6.其他查询命令：
查询时间、状态等。
文本标注
进行文本标注之前首先应设置文字样式
输入文本的命令1.输入单行文字——命令：
TEXT（DT）2.输入多行文字——命令：
MTEXT（MT）
‹编辑修改文本命令DDEDIT（ED）
‹特殊字符的输入±：
输入％％P；φ：
输入％％C；
‹汉字输入的字型及字体设置1.TrurType字体与线条型字体；2.在AutoCAD安装路径下的Fonts目录中添加汉字字型文件，以输入线条型汉字字体。
尺寸标注
‹进行尺寸标注之前首先应设置尺寸标注样式
尺寸标注的类型
1.线性尺寸标注：
a.水平标注或垂直标注；b.对齐标注；c.连续标注；d.基线标注。
2.径向尺寸标注：
a.半径标注；b.直径标注。
3.角度标注
4.引线标注
5.坐标标注
6.中心标注
‹尺寸标注工具条
第二章天正建筑软件tarch
天正公司从1994年开始就在AutoCAD图形平台开发了一系列建筑、暖通、电气等专业软件，这些软件特别是建筑软件，在全国范围内取得了极大的成功。
至今近十年来，天正建筑软件版本不断推陈出新，受到中国建筑设计师的厚爱，在中国大陆的建筑设计领域，天正建筑软件的影响力可以说无所不在，天正建筑软件已成为全国建筑设计CAD事实上的行业标准。
应用天正建筑软件，在进行建筑设计时，比单纯仅使用AutoCAD要高效得多。
天正建筑用户界面
天正基本命令
1、天正操作
尺寸的标注及调整&标高的标注及调整&墙体、门窗的调整
3.天正导出T3文件 用天正建筑软件绘制的图，绝大部分（墙体、门窗、标高、标注）都不能在只装CAD没装天正的电脑上显示。
此时需要将天正文件采用TXDC（图形导出）命令导出为t3文件，即可用CAD查看。
第三章探索者TSSD
目的：
熟悉TSSD的菜单结构，初步了解轴网、柱子、梁线、基础的绘图方法。
准备工作：
新建一张图形。
一轴网
1.建立矩形轴网
菜单：
TS平面→轴网→矩形轴网（轴网→矩形轴网）
如果用户不是初次使用TSSD矩形轴网，程序出现提示：
生成方法:
1.生成新数据/2.编辑旧数据/3.使用旧数据<1>:
回车
在下开中加入3*6000左进中加入2*6000，点取确定按钮，对话框消失，命令行提示：
点取轴网定位点/B-改变基点<退出>：
点取轴网插入点
这时，屏幕上出现图2所示轴网。
2.轴网标注
菜单：
TS平面→轴网→轴网标注（轴网→轴网标注）
在菜单上点取命令后，命令行出现以下提示:
拾取预标轴线一侧的横断轴线[拾取点靠近起始编号]<退出>:
选P1点轴线输入轴线起始编号<1>:
回车
拾取预标轴线一侧的横断轴线[拾取点靠近起始编号]<退出>:
选P2点轴线输入轴线起始编号:
回车
拾取预标轴线一侧的横断轴线[拾取点靠近起始编号]<退出>:
选P3点轴线输入轴线起始编号<1>:
回车
拾取预标轴线一侧的横断轴线[拾取点靠近起始编号]<退出>:
选P4点轴线输入轴线起始编号:
回车
拾取预标轴线一侧的横断轴线[拾取点靠近起始编号]<退出>:
回车
标注好的轴线如图2所示。
图2矩形轴网标注
在系统的缺省情况下，轴线将被显示成点划线，如果您在绘图中经常要捕捉轴线交点，可以通过点取点划开关命令，把轴线临时显示成实线；在出图前，再用点划开关命令把轴线变成点划线
梁、板平面图
目的：
深化TSSD的计算机结构制图概念，初步了解楼板、钢筋、文字的绘图方法。
准备工作：
打开x:
\TSSD14\Sample\exam2b.dwg。
一.绘制梁线
布置楼板
1.布预制楼板
菜单：
TS平面→板→布预制板（楼板→布预制板）
点取菜单后，命令行出现下面提示：
请选择板内一点:
点取图24中P1
板支撑方向:
点取图24中P2
这时，屏幕上出现图25所示对话框，我们填写号相关数据后，只要点取确定按钮，一块预制楼板就会自动在图形上生成了。
圈梁详图
目的：
深入了解TSSD软件中钢筋、标注、常用符号的使用方法。
绘制截面
1.矩形叠合
菜单：
TS
工具→实体工具→矩形叠合（实体工具→矩形叠合）
首先，我们通过矩形叠合命令，来绘制圈梁详图的外轮廓线。
点取命令后，命令行出现以下提示：
点取矩形的第一角/A-角度[0]<退出>:
图33P1点
点取矩形的另一角<输入长宽>:
回车
输入矩形长<退出>:
240回车
输入矩形宽<退出>:
240回车
点取矩形的第一角/A-角度[0]<退出>:
图33P2点
点取矩形的另一角<输入长宽>:
@1000,-100回车
点取矩形的第一角/R-反转/A-角度[0]<退出>:
回车
这样，我们就利用2
个矩形相加的方法，把圈梁详图的外轮廓线绘制出来了
TSSD比例设置
在结构施工图的绘制中，将大比例平面图和小比例节点详图放在同一张图形中的情况是很常见的，虽然图形比例不同，但在出图时文字标注、尺寸标注的字高、尺寸值等必须保持一致，这在AutoCAD中是个不好解决的问题。
TSSD在综合考虑了设计人员的绘图习惯、AutoCAD使用水平等情况后，为大家研制了解决这一问题的方法，让大家可以放心的绘制多比例图形，不必过多的顾虑文字、尺寸等问题。
在TSSD中有两个关于比例的概念，即绘图比例和出图比例。
绘图比例：
是指我们绘图时图形的比例，如我们绘一张1:
100的平面图，绘1：
30的截面详图，这里100、30就是我们的绘图比例。
在一张图纸（同一图框）上我们可以根据需要绘制不同比例的图形。
出图比例：
指绘制的图形输出到打印机的比例，即打印比例，也就是在AutoCAD的[打印]对话框中设制的比例。
一般来讲，出图比例和插入图框的比例是相同的。
在绘制施工图前，我们先要设定比例，然后再开始绘图。
第四章PKPM——国内占有率最高的建筑工程CAD集成系统
集建筑设计、结构设计、设备设计于一体的集成CAD系统，由中国建筑科学研究院研制开发；包含工程勘查、概预算、施工技术、施工项目管理等内容的大型软件系统；‹
荣获国家科技进步奖、建设部科技进步奖多项；‹
国家科技成果重点推广项目，中国软件行业协会连年推荐的优秀软件产品；‹
全国用户超过9000家，设计院结构设计首选软件；‹
拥有速度更快、效率更高的网络版本，及时高效的售后服务，日新月异的版本升级。
PKPM主要功能
1.建筑CAD集成渲染动画等方案设计及平、立、剖、大样施工图设计；
2.结构类型包括框、排架、框一剪、砖混及底框上砖房等工业与民用、多层与高层建筑；
3.接力结构计算结果的各类结构施工图辅助设计；
4.全新的钢结构，予应力混凝土结构计算与绘图；
5.丰富配套的基础CAD模块：
弹性地基梁与筏板、桩基与桩筏、箱基、独基与条基设计；
6.简便快捷的各类普通楼梯、螺旋楼梯、悬挑楼梯设计；
7.基于所有设计数据的概预算工程量统计及报表。
PKPM各模块框图
PKPM用户界面
第五章道路路桥设计软件
实践目的与要求
纬地道路交通辅助设计系统（HintCAD）是路线与互通式立交设计的大型专业CAD软件。
该系统由中交第一公路勘察设计研究院结合多个工程实践研制开发。
纬地系统秉承本院近半个世纪的公路勘察设计经验，汲取国内外专业软件之所长，推陈出新，它是先进的工程设计理念和尖端的计算机软件技术的结晶。
系统具有专业性强，与实际工程设计结合紧密、符合国人习惯、实用灵活等特点。
适用于高速、一、二、三、四级公路主线、互通立交、城市道路及平交口的几何设计。
系统同时提供标准版、专业版、数模版和网络版软件，用户可根据不同需求自由选择。
最新的数模版不仅支持国内常规的基于外业测量数据基础上的路线与互通式立交设计，更可以利用三维电子地形图、以及激光雷达扫描得到的点云数据等，建立三维数模并直接获得准确的纵、横断地面线数据，进而进行平、纵、横系统化设计；在省去外业测量的人马劳顿和缩短设计周期的同时，更使得大范围的路线方案深度比选更加方便快捷。
它具有“高速、海量和高精度”的显著特点，是纬地数模引擎相对于国内外各种公路CAD软件数模功能的绝对优势。
系统针对不同用户的不同功能需求分为标准版、专业版、数模版，以及对应的中英文版本。
并且针对不同规模的用户群体分为单机版与网络版，单机版为一套软件锁控制一台电脑单独使用，网络版为一套软件锁控制局域网内多台电脑同时登陆使用。
功能技术描述
（1）纬地道路交通辅助设计系统标准版功能说明：
该技术严格按照我国现行规范和标准研发和编制,可直接投入各设计阶段进行应用。
可大幅度提高设计质量和效率，同时提供了方案比选优化的工具，可快速进行优化和比选，从而达到缩短设计周期，减少造价的目的。
该技术提供了路线平纵面线形设计常规计算和反算的各种模式，可完成各种常见线形的计算
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