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座落在原紐約世貿中心舊址上的自由大廈建成后將成為紐約市新的標志性建筑。
紐約自由大廈注定會成為萬人矚目的焦點,這座在9?11事件中受的襲擊而轟然倒塌的紐約世貿中心廢墟上拔地而起的新的紐約市標志性建筑,已經于2004年7月開工,預計將于2011年完工。自由大廈是在原世貿大廈舊址上建設的首座建筑,它高541米(1776英尺),由發光玻璃組成的宏偉結構將包括260萬平方英尺的商務及公共空間,其中有世界級的餐廳、觀景臺和一流的廣播設施。新大廈中的一切均采用最高標準,包括設計、安全性、可持續發展和質量。
為了完成這樣一個龐大且具象征意義的重要工程,SOM、WSP Cantor Seinuk、Jaros Baum & Bolles(JB&B)和Autodesk 顧問服務密切合作,在Autodesk Revit建筑信息模型平臺上實現設計。承擔自由大廈的建筑設計任務的Skidmore, Owings & Merrill LLP(SOM)成立于1936年,是世界最著名的超高層大廈的建筑、城市規劃和工程公司之一,已在全球完成了1萬多個工程項目(我國上海的金茂大廈也是出自該公司的設計)。在自由大廈的設計期間,SOM利用歐特克(Autodesk)提供的最新的建筑設計軟件非常圓滿地完成了設計任務。
挑戰
自原世貿中心建成以來,建筑業已發生巨大變化。設計技術和項目流程集成的進步,使建筑師和工程師可比以往更快、更高效地創建高樓大廈。然而,因為每個專業都依賴其自己的設計工具和特有格式,而與其他專業共享設計或數據的再利用,常常會使人們陷入耗時的重復勞動和無謂的錯誤。
特別是像自由大廈這樣復雜的項目,因對進度的緊迫要求、對安全性的更高要求,以及有大批建筑師、工程師和施工方參與其中,上述潛在的挑戰變得非常嚴峻。另外,其他投資方盡管沒有使用CAD軟件,但也需要一個簡便的途徑獲取準確、即時的項目信息,能迅速批準關鍵決策。每一步都不容許出現錯誤和成本高昂的延遲。
而且,從建筑學角度看,自由大廈項目也十分復雜。建筑物拔地而起約至450米的高空后,將做40度的旋轉,這種扭轉結構的用途之一是分散和減弱來自哈得遜河的大風,同時也意味著在大廈的樓層中,每層都會有不同的布局。此外,矗立在大廈頂端的廣播天線將起到渦輪風力發電機的作用,可利用風力為大廈發電,其結構包括系列鋼索,同不遠處的布魯克林大橋建筑主題遙相呼應。“自由大廈設計的復雜幾何形狀在考驗著我們用傳統的二維術語描述形狀的能力。”該項目高級設計師、SOM設計副主管Jeffery Holmes說。
解決方案
經過對一系列同類軟件的比較,SOM最終選擇Autodesk Revit Building作為該項目主要的建筑設計工具。促成該決策的重要因素還包括與Revit建筑信息模型平臺的其他兩個部分――Autodesk Revit Structure和Autodesk Revit Systems無縫集成。SOM合伙建筑設計師Carl Galioto說: “Revit幫助我們實現了自1980年以來的夢想――讓建筑師、工程師和施工方,所有人都在同一個集成所有項目信息的數字模型中工作。”
Revit平臺的核心是建筑信息模型,這是一種建筑設計、實現和管理的數字化方法。借此,設計者、建筑師、工程師和施工團隊可使用各自的專業工具,對同一模型工作。在設計時,Revit會自動生成所有其他的相關工程信息,其中包括精確的樓層平面、立面、剖面、工程量、面積計算、各種表格等。任何模型的更新,所有其他專業的人員都可以訪問到項目準確、完整的信息。
Revit還能將強大的建模和可視化性能相結合,使設計過程得以流線化,使復雜的設計圖紙更易于理解。Cantor Seinuk公司Charles Guerrero表示: “那使得我們能找到問題,遠在現場實際發生之前就先解決。”
例如,在向大廈中嵌入立柱時,項目團隊成員可在模型中放入虛擬攝像機,觀察新添加的立柱是否阻擋了重要景觀。SOM的數字設計經理James Vandezande表示: “結果簡直令人嘆為觀止。我們無需將問題作紅線標記再花一周等結果,我們現在可以實時了解情況。”Revit還可以實現更多的價值,如集成Autodesk Design Review等高效工具給投資方(即使是非CAD用戶)提供定制標記和批準工具。
Galioto表示: “開始時我們很謹慎。我們最初的計劃是運用Revit Building,只對項目復雜的地下部分建模。由于Revit的表現非常出色,我們迅速將應用擴展至整個項目。”目前,接受Revit軟件培訓過的設計團隊包括30名來自SOM建筑設計事務所的建筑師、10名來自JB&B工程顧問公司的水暖電工程師和來自Cantor Seinuk公司的結構工程師團隊。
以更快的速度完成更多工作
因為所有專業都使用相同的數據源,無需在數據轉換上浪費時間,所以給SOM設計師們的工作效率帶來了很大提高。Cantor Seinuk公司副總裁Charles Guerrero指出: “Revit Structure幫助我們顯著提高了項目的協調性,模型能夠自我調整,真是節省了大量時間。”
使用Autodesk Revit平臺和其他Autodesk生產力工具,給自由大廈項目的建筑師和工程師們帶來了諸多方便,包括:
顯著減少各專業間反復交流的時間;
多個項目團隊成員和不同專業的專家能同時在同一模型中工作;
使用Autodesk Design Review能快速、清晰地進行復雜的設計修改溝通;
通過Autodesk項目協同管理解決方案,以集中化、按需求的信息提供和施工過程來改善溝通;
復雜設計快速可視化,使用Autodesk 3ds Max 軟件創建3維渲染和動畫;
從模型提取高精確度的工程量,能更準確地準確預測項目成本。
同時,還能大幅改善協同體驗,這一點在協同會議上體現的優勢尤為明顯。Galioto 表示: “過去,如果我們想調整非常復雜或空間緊張的部分,如大廳或機械室,通常會圍繞在圖紙周圍,身旁放著一盒紅色鉛筆。而現在,我們只需在顯示屏上打開模型,放大我們需要調整的區域即可。
幫助設計人員在施工前發現錯誤也是這個軟件給予設計人員的幫助。Galioto舉例說: “在某層上設計條件特殊的玻璃結構時,與二維平面圖不能顯示周圍區域的整個環境不同,Revit Building讓我們能看到實時的剖面與相互關系視圖,結果可以清晰地看出來。而且,運用Revit可以輕松修改這類錯誤。Guerrero說: “當我們需要進行改動時,對模型上任何地方,Revit的參數變更引擎會協調整個圖紙集。使用傳統軟件,我們必須靠人力找出全部的變更,當處理大型圖紙集時,便很容易造成遺漏。你如果用Revit,就不會有這樣的問題。”
如今,項目正如期地向著2011年完工的目標邁進。Autodesk在設計軟件、項目協同及顧問服務方面的專業技能是幫助SOM及其工程合作伙伴達成此目標的重要因素。Galioto表示: “Revit平臺幫助SOM將項目可視化,這就像一場技術革命。”
編后
關鍵詞:CAD 底層框架 抗震設計 概念設計
隨著計算機硬件技術的發展和建筑結構分析理論的日臻完善,計算機輔助設計(CAD) 系統在建筑設計領域得到越來越廣泛的應用。尤其是近年來高層建筑結構分析理論的逐步成熟,極大地推動了我國高層建筑的發展。
在眾多的結構分析軟件中,平面框排架計算與繪圖軟件PK既是獨立的計算和繪圖軟件,又作為PKPM系列其它高層分析程序的接口軟件,是結構工程師非常熟悉的。其它如結構平面計算機輔助設計PMCAD、剪力墻結構計算機輔助設計JLQ ,以薄壁桿件理論為基礎的高層建筑結構三維分析程序TAT,以及以墻元理論為基礎的高精度空間有限元分析程序SATWE等。我們經過近十年的實踐應用,中國建筑科學研究院PKPMCAD 工程部開發的PKPM系列微機建筑工程CAD 系統,是一套比較優秀的建筑設計軟件,而且涉及的內容比較全面,它是集建筑APM) 、結構、設備(水WPM、暖HPM、電EPM、空調CPM) ,概預算(STAT) 和施工于一體的大型CAD 設計系統,各個模塊之間既可進行數據轉換、接口,又可單獨使用。其中結構平面輔助設計軟件PMCAD、框排架計算及施工圖繪制軟件PK、高層空間分析軟件TAT和基礎設計軟件JC2CAD 等可組成一個高效率的結構分析、計算及繪圖系統。下面主要介紹這些結構軟件使用過程中容易出現的問題及設計時應注意的事項。
1 設計中存在的問題
我們在設計中及與其它設計單位交往的過程中發現,雖然采用了CAD ,但在結構施工圖中出現了許多概念性的錯誤和計算錯誤,有些錯誤可能會導致嚴重的后果。究其原因是由于許多結構設計人員并未接受過系統的專業知識學習,雖然初步掌握了一些建筑結構設計軟件的使用能力,但是缺乏對整體結構概念的認識,過分相信計算機分析結果而出現結構計算模型與實際建筑物的較大差別;或由于軟件技術條件認識不清而導致錯誤的計算結果。為此,本文就近幾年來發現的這些問題及其原因,結合PKPM軟件的應用作一些簡單的分析,以便提高建筑結構的設計質量。
111 超規范設計導致結構存在安全隱患
超規范設計問題對中小設計院來說是禁而未絕的問題。雖然建設主管部門三令五申的強調,但是由于缺乏有效的管理手段和約束機制,有的地方設計審查流于形式,或對設計圖紙的審查只限于對建筑造型的審查,使得一些超規范設計變成了聳立于城市街頭的建筑物。當然,超規范設計有設計
單位主觀上的原因,也有的是客觀上造成的。超規范設計的問題主要表現在幾個方面:
(1) 磚混結構層數和高度超規范問題。在《建筑抗震設計規范》(GBJ11289) (以下簡稱“抗規”) 中,多層砌體房屋由高度和層數兩個指標控制,一般認為,超過其中的一個控制指標即是超規范設計。近年來,一些抗震設防地區所建磚混建筑物相繼出現8 層帶半地下室磚混住宅。嚴格地講,按“抗
規”第51112 條規定,帶半地下室住宅房屋的高度和層數應從地下室地面算起,也就是說,8 層帶半地下室建筑的實際層數應為9 層。
(2) 底層框架磚房超規范設計問題。底層框架磚房除存在上述高度和層數超規范問題以外,還存在底層框架本身的設計超規范問題。“抗規”所謂的底層框架是指底層為框架- 抗震墻承重的結構,且宜采用鋼筋混凝土抗震墻,但抗震烈度為6 度和7 度地區可采用嵌砌于框架之間的磚墻。根
據了解的情況,有些工程底層框架雖有抗震墻但截面面積明顯不足。一些工程竟采用底層純框架結構,而且在抗震區總層數達到8 層。并有1 托7、2 托6、甚至3 托5 的底層純框架形式出現,并且在實際工程中底層有限的幾片磚墻還常常是按填充墻來考慮。這種結構形式大都出現在臨街的住宅設計中,尤其近年來在房地產開發商所建的商品房中居多,這種結構形式的建筑在地震中的表現是非常脆弱的。所以,一旦有地震發生,其后果將是十分嚴重的。
(3) 舊房改造設計中的超規范問題。某些過去設計建造的房屋在建設當時該地區的抗震設防烈度低于現行的設防烈度,或由于建筑時的材料所限,其抗震能力較差,已屬于抗震加固對象,而某些設計單位未進行加固設計而進行了加層設計,有的加層設計還超過現行規范要求。在加層施工中原
結構有不同程度的破壞,加層設計對該建筑的抗震性能來說無疑是雪上加霜。調查發現,導致超規范設計的主要原因有如下幾方面:一是某些設計人員遵循規范的意識淡薄,對規范規定模糊不清、學習不夠,甚至有些結構設計人員從來沒有考慮過規范的要求。二是建筑設計的人員結構概念模糊,從建筑設計方案階段造成結構設計是超規范的,而又片面地強調所謂的建筑形式等要求,使結構難以滿足規范要求。三是某些建設單位由于從投資的限制、土地利用率等方面出發而提出不滿足規范要求的結構形式,而設計部門為得到工程的設計任務故意違反規范規定,有的設計單位領導為了眼前的利益,迫使設計人員進行超規范設計,四是設計審查部門遷就建設單位的意圖,使超規范設計在某些地方合法化甚至成為不成文的地方標準和習慣作法。筆者認為,設計規范作為國家制定的規程是指導建筑設計的綱領,作為建筑設計工作者,在任何時候都不應當違反。
112 過分依賴計算機分析結果,忽視抗震概念和構造設計
在實際工程中,不同程度地存在著忽視抗震概念設計和構造設計的問題。例:某6 度抗震區建筑,設計為6 層帶半地下室磚混住宅,上部結構布置均勻規整,但是上部作為主要承重和抗震墻體的內縱墻卻沒有基礎,而是坐落于地下室的內橫墻上,也就是說,上部6 層墻體的線荷載,變為集中荷
載(點) 傳于地下室橫墻上,這種結構的傳力路線是最為不利的。再如:某6 層磚混結構商品樓,下部3 層為商業網點,上部3 層為住宅,初看起來好象并無不妥,但是下部1 層均為貫通整個進深的單間門市部,開間為3 000~3 900 mm ,實際上就是1 層只有橫墻而沒有縱墻,這樣的建筑其縱向的抗震能力很小,是不能夠按磚混結構來設計的。其設計者認為按磚混結構設計,層數及高度均不超規范,結構是可行的。殊不知它的抗震性能是極差的,是不能滿足抗震要求的。
建筑物抗震設計包括三部分內容,即概念設計、構造設計和結構計算。眾所周知,地震是一種復雜的自然現象,我們對建筑物的地震破壞機理還不十分清楚,對地震的破壞現象也只是停留在感性認識階段,建筑物抗震計算的原理只是一種近似方法。所以,我們在進行建筑物抗震設計時,一定要遵循“抗規”提出的抗震設計原則和抗震設計構造要求來正確應用CAD 軟件提高建筑結構設計質量進行設計,例如底層框架結構上部的磚房的構造措施比多層磚房的構造措施要嚴格一些,要求構造柱的縱向鋼筋不宜小于4
113 對軟件技術條件不清,導致計算和繪圖結果錯誤
每一種計算理論都有它的假定條件,每一個軟件的編制都符合特定的技術條件,我們熟悉的PKPM系列軟件也不例外,如果沒有很好地理解軟件技術條件便不能很好地利用軟件來解決實際問題。一些對結構概念不很清楚的設計人員可能會過分地相信計算機而出現嚴重的設計錯誤。6 層磚混
結構,其中第6 層為大空間會議室,而且第6 層沿縱墻外挑1200 mm。也就是說,第6 層的屋面、墻體等荷載最終傳于5層的外跳梁上,而挑梁向內的平衡長度不夠或挑梁上的平衡荷載不足,顯然挑梁的抗傾覆能力不足。設計者認為:挑梁的計算數據是由PMCAD 軟件生成的,其配筋是經過PK軟件計算的,計算結果沒有問題。其實,由于設計者對軟件技術條件不明,在操作時有荷載漏項,導致計算結果錯誤。
轉貼于 2 設計中應注意的問題
211 結構平面輔助設計軟件PMCAD 的應用
PMCAD 是PKPM系列軟件的核心模塊,是建筑與結構連接的接口軟件,也是結構平面設計軟件,在這個模塊中建立的結構模型應力求準確,能夠反應結構的實際情況。
(1) 交互式結構模型的建立。結構模型中所有的構件均在此項操作中輸入,應當注意的是:凡是結構布置形式及構件尺寸和荷載不同的結構層均應描述為不同的結構標準層,對于上下層柱變截面情況用構件相對于節點的偏心描述,注意在節點過密的時候墻體及梁布置的連續性。在布置過兩個或更多的標準層后,不能使用圖案編輯菜單對某一層或某一部分拖動或平移,因為所有的節點位置都是用相對于原點的位置描述的,拖動或平移會造成上下層節點錯位。全樓的組裝必須是自下而上的標準層組裝,不能把后一個標準層組裝于前一個標準層之前。填充墻不能作為墻體輸入。在此輸入的荷載值應是荷載標準值,不是設計值。
(2) PK文件的生成。對于磚混結構,按連梁生成的墻梁的PK文件,在沒有進行磚混抗震驗算時梁上沒有上部墻體及以上層樓板傳來的荷載。底框磚房的底層框架梁不可以用生成連梁的方法生成PK文件,否則會引起框架上地震荷載的漏項,而用PK所畫的梁施工圖其節點構造不滿足“抗規”要求。在此項操作中生成的連梁PK文件應打開修改支座情況,主要是依據實際情況修改梁與柱的鉸接還是固接。在此菜單生成的框架PK文件應打開修改梁慣性矩增大系數和梁端彎矩調幅系數,否則PK軟件按梁混凝土彈性工作配筋,使支座鋼筋偏大而跨中鋼筋偏小。
212 平面框排架計算及繪圖軟件PK的應用
PK是PKPM系列軟件的重要組成部分,不但可以單獨使用,而且還可以和SATWE、TAT等模塊聯合使
(1) 框架繪圖。有時計算結果顯示梁柱超筋時,往往能夠通過繪圖,但是要注意此時的繪圖結果有時是錯誤的,其顯示的配筋情況可能比計算小得多,必須修改計算數據文件后,梁柱計算都不超筋時其繪圖結果才是可信的。另外,在修改鋼筋操作中對梁鋼筋進行了通長修改后,一定要對所形成的施工圖進行檢查,使顯示結果與繪圖結果不一致。
(2) 注意審查每一個柱的軸壓比信息。PK軟件對柱的超筋控制是以最大配筋率來控制的,有時雖然軟件未顯示柱的超筋信息,但并不能說明我們所選的柱截面是合適的。
213 獨立基礎及條形基礎設計軟件JCCAD 的應用
(1) 對磚混結構而言,一般應在荷載組合中加入經PM2CAD 軟件進行磚混抗震計算后的荷載。
(2) 對框架結構而言,一般應計入經PK軟件計算的PK荷載,并在PK荷載中計入地震荷載組合,并經縱橫兩個方向的驗算后確定基礎選用的合理值,或計入經TAT、SATWE 計算的荷載組合。若只經PM恒、活荷載計算,則結果在地震區會明顯偏小。
(3) 對彈性地基梁及筏板基礎的計算還應注意以下幾個方面: ①應根據現場勘探情況利用軟件對地基進行驗算; ②應根據地基及設計情況不同選用適當的地基剛度系數; ③根據上部結構及場地情況,選取適當的基礎形式和計算方法;④經過反復地試算,最后確定較為合適的梁截面和翼緣寬
度。一般認為,如果我們確定了一種梁截面或翼緣厚度時,加大或減小其截面尺寸都會引起配筋量的增加,那就說明我們選定的這個截面是較為合適的。
【關鍵詞】環境藝術設計;表現;計算機技術;軟件
1、環境藝術設計概述
環境藝術是指環境藝術工程的空間規劃,藝術構想方案的綜合計劃,其中包括了環境與設施計劃、空間與裝飾計劃、造型與構造計劃、材料與色彩計劃、采光與布光計劃、使用功能與審美功能的計劃等。環境藝術設計的表現方式有圖紙的表達,圖形以其直觀的視覺物質表象傳遞。圖形只有通過文字的解析穿插才能最大限度的發揮出應有的效能,文字的表達能夠在設計項目的策劃階段、設計概念的確立階段以及設計方案的審批階段均能勝任于信息傳達的深化要求。圖形與文字的表達方式具有信息傳遞的全部功能,但并不能代替人與人之間的直接情感交流,口語表達是圖形與文字表達的進一步深化。所以即有要文字還要口頭表達。另外還要用空間模型表達。
2、計算機圖形藝術設計
計算機圖形藝術設計是計算機圖形學的一個分支,是介于藝術設計學與計算機圖形學之間的邊緣學科。計算機圖形學是運用計算機對圖形數據和圖形顯示進行相互轉換的方法和技術。計算機圖形藝術設計是以計算機為平臺,由二維、三維、四維圖形、圖像以及與音頻等要素組成的,按照一定的視覺藝術設計規律形成靜態的、動態的、或動態交互的現實或虛擬現實的視聽圖形和圖像藝術設計。
3、計算機繪圖軟件 AutoCAD在設計中的應用
(1)軟件簡介
AutoCAD是Autodesk公司首次于1982年開發的自動計算機輔助設計軟件,用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計。現已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面,通過交互菜單或命令行方式便可以進行各種操作。它的多文檔設計環境,讓非計算機專業人員也能很快地學會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應用和開發技巧,從而不斷提高工作效率。AutoCAD具有廣泛的適應性,它可以在各種操作系統支持的微型計算機和工作站上運行。AutoCAD軟件具有完善的圖形繪制功能;具有強大的圖形編輯功能;可以采用多種方式進行二次開發或用戶定制;可以進行多種圖形格式的轉換,具有較強的數據交換能力;支持多種硬件設備;支持多種操作平臺;具有通用性、易用性,適用于各類用戶,從AutoCADZ000開始,該系統又增添了許多強大的功能,如AutoCAD設計中心、多文檔設計環境、1nternet驅動、新的對象捕捉功能、增強的標注功能以及局部打開和局部加載的功能,從而使AutoCAD系統更加完善了。
(2)AutoCAD在室內設計中的應用
室內裝飾設計是環境藝術設計的一個分支,室內設計是根據建筑物的使用性質、所處環境和相應標準,運用物質技術手段和建筑設計原理,創造功能合理、舒適優美、滿足人們物質和精神生活需要的室內環境。這一空間環境既具有使用價值,滿足相應的功能要求,同時也反映了歷史文脈、建筑風格、環境氣氛等精神因素。AutoCAD軟件是室內設計師進行一整套設計時所用到的第一個軟件,這時它的作用是創作出所設計的建筑原始結構圖,有了完整的原始結構圖,設計師才可以在它的基礎上來虛擬空間的布局、功能的劃分。由于空間的劃分,功能的分區是否合理會直接影響到使用的效果和精神的感覺,因此,在室內設計中平面布置圖要有建筑主體結構;各功能空間;樓梯、電梯、大便器等的形狀、位置;標注建筑主體結構的開間和進深等尺寸,主要的裝修尺寸。五裝修要求等文字說明。作圖步驟如下:
step1設置繪圖環境、保存做圖文件
菜單File―Open,在Select File選擇之前儲存的備用圖框。點擊下拉菜單File―Saveas,彈出Save Drawing AS選擇框,將要畫的圖重新定義一個新文件名:XX平面圖,單擊保存按鈕即可進入用以繪畫給定圖形的繪圖狀態。
step 2繪平面圖
①設置圖層:
命令格式:Command:STYLE;設置屏幕底色為黑色,在LAYER的選擇框中分別設置:墻體層:白色、中心線、線寬0.13mm;門層:紅色、中心線、線寬0.13mm;柱體層:白色、細實線、線寬0.13mm;電梯層:綠色、細實線、線寬0.13mm;衛生間層:白色、細實線、線寬0.13mm;樓梯層:白色、細實線、線寬0.13mm;
②應用offSet(偏移)命令繪制墻體,首先繪制各直線段
Command:STYLE
Specift first Point:0,0
Specift nextPoint or [undo]:0,59400
Specift nextPoint or [Close/Undo]:
得到一層平面中最長的墻體直線。
下拉菜單:Modify―Offset
Command:OFFSET
Specifyoffsetdistanceor[Through]:150
Select object to offset or(選擇偏移對象,即以上所繪直線)
Specift point on side to offset(選擇偏移方向,即直線上方點擊)
Selectobjecttooffsetor
③運用RECTANG(矩形)命令及偏移完成柱體的繪制;
④應用Fillet(倒圓角)命令繪制門。
Command:FILLET
Currentsettings:Mode=TRIM,Radius=10.0000
Seleet first object or [polyline/Radius/trim]:R
Specify fillet radius(10.0000>:900
Command:LINE
Specify first Point:捕捉圓角頂端
Specify next point or [Undo〕:@900,
Specify next point or[Close/Undo]:
⑤應用Trim(修剪)命令繪制樓梯。
⑥AutoCAD繪圖軟件中的圖塊
在繪畫建筑圖時,常常需要使用圖塊命令,將一些預先畫好的圖形(如圖框、樓梯、家具等)插入到當前所繪畫的圖中,用來節省時間,提高效率。圖塊是相對獨立的一組圖形,我們可以把一些相對固定而又經常使用的圖形制作成圖塊,儲存在計算機中,需要的時候再把其調出。利用圖塊還可以節省計算機儲存空間,便于修改。例如多張圖形同時調用一塊圖塊或一張圖中多處調用同一圖塊時,只需修改圖塊文件,各處被調用的圖塊即自動修改,免去了逐步修改的麻煩。利用圖塊的屬性還使文件的處理變得更為靈活。例如標題欄及圖塊是相對固定的圖形,其中一些文字,如圖名等各張圖可能不盡相同,則可以利用圖塊屬性概念進行修改,提高繪圖的靈活性。利用鼠標拖動的方式插入圖塊,操作過程如下:啟動Windows的資源管理器,找到要插入的圖形文件.如衛生間、沙發、茶幾等。點取要插入的圖形文件,將其拖放到AutoCAD的圖形窗口。
結語
AutoCAD繪圖軟件在環境藝術設計圖形表現中的廣泛運用,給我們展示了一個新穎的視覺天地,將設計師的雙手從繁重、緩慢和重復性的勞動中解放出來,從而深化和豐富了人腦的藝術設計創造力和最終的藝術效果。繪制出更生動、更富有藝術性、更完美的圖紙。
參考文獻:
關鍵詞:計算機 軟件技術 效果圖表達 優缺點
中圖分類號:TP391.7 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)01-0142-01
現階段,建筑設計領域有越來越多的部分需要電腦軟件來輔助設計,因此,在此行業的表達軟件中,越來越多的后起之秀發揮著重要作用。本文將從不同軟件輔助建筑設計表達的角度上,對現階段使用較為普遍的幾種軟件進行對比分析。
眾所周知,建筑設計的過程是一個復雜又遵循邏輯的過程。從概念的提出、方案構想的初步草圖、一草、二草、三草到最終成圖是一個長期的不斷反復修改的過程,其中不同階段需要不同性質的電腦軟件去輔助,當然軟件很多,下面我將以勒·柯布西耶的薩伏伊別墅為例,對比CAD、SketchUp、3DMax、V-ray軟件與手繪表達、手工模型表現的各自特點及優勢。
1 CAD的特點
CAD在建筑中的表達主要用于表現平面圖形,因此它多輔助表達建筑平面與外環境線條,以及立面剖面。它通過線型、線寬、色彩的分層繪制平面。所生成的dwg文件可以用較小的計算空間儲存著大量的有效信息,也便于分層查看和導出。它的工作方式多為點線面的表達,在空間塑造上有一定的缺憾。現在的CAD軟件為克服僅限于平面表達的弱勢,開發出三維建模的功能。但由于其操作界面為純色,在畫圖時往往會影響三維模型體量感的建立,三維體量是由線條刻畫,當然也會影響塑造整體效果。因此,CAD可是說是一個平面圖形繪制強大的軟件,但缺點就是空間三維體量感無法準確塑造。
2 SketchUp的特點
SketchUp別稱草圖大師,顧名思義,它快速塑造空間的能力很強大。它能迅速表達出你腦海中構想的建筑體量、形式、甚至是一些細部。它通過點、線、面、來制作模型,并加入可轉動的視野、可調節的陰影等要素,使模型體量感十分逼真,因此很適合表達建筑設計的透視及軸測效果。同時,Skp文件所占用的空間也很小,非常便于快速建立和修改。但是,也就像其名字所表達的那樣,它只是也只能是停留在草圖的階段——這便是它的弱點:它的成果僅停留在體塊和表皮的塑造深度,相關的結構構件、設備管線的加入很困難,阻礙了后期深化和與其他專業的接軌配合。它只能算是設計圖,而達不到施工圖的深度。因此,SketchUp可以說是一個快速塑造建筑體量模型的強大輔助軟件,但其缺點就是它有些局部無法表達的足夠精細,同時難以后期深化,這是有待改進的地方。
3 3D Max的特點
3D Max軟件多用于建筑建模和輔助動畫設計,并可配合V-ray渲染,由于3D Max的應用主要依靠渲染,而且渲染是通過運用其他的渲染插件,所以我們之后討論3D Max在渲染中對建筑設計的輔助作用。而單純的從表達建筑的效果來講,3D Max是較為細致和精確的表達軟件,擁有SketchUp所不具有的多視窗瀏覽模型的功能,在透視圖視窗之外還有三個方向的投影視圖,兼顧感性與理性,也便于一些特殊操作。但其缺點在于文件占用空間較大,且無法快速導出我們所需要的圖片,只能通過其他輔助截圖的方式表達,而截圖的細部往往表達粗糙,因此只有在與渲染器配合之后,再經photoshop后期加工,才能表達出較好的效果。
4 V-ray渲染器
V-ray渲染器是一種建模軟件的插件,它針對SketchUp、3D Max等建模軟件均有相應的插件。它的主要優點是通過渲染的方式,模擬真實環境的光影,使得模型場景更為逼真,模型效果更有體量,而且它還能給模型賦予特定的材質,使細節感更為突出。缺點是其無法脫離建模軟件單獨存在,并難以對模型本身的問題進行調整和修正。為得到優質的效果圖,在渲染時往往占用的空間較大,時間較長。
5 關于手繪表達和手工模型的區別與比較
手繪,可以說是一種自身具備的可以隨時表達想法的硬實力,而手工模型做的怎樣當然也是很重要的一種能力。這些純手工的建筑表達可以說是我們在現實生活中容易觀察和繁復推敲的重要工具,其優點是能給予直接的視覺感受,十分方便觀察、分析,但徒手加工的過程卻是相對長期和繁瑣的,而且技術含量也較高,更重要的是,手工的模型不容易保存的難題一直存在著,隨著時間的推移,它會黯然失色,且不容易流傳下來。這也就是為什么電子建模和一些電腦建模軟件越來越普及的原因吧!
6 結語
計算機軟件技術通過快捷的計算機手段實現了建筑設計效果,方便、迅速,其中CAD在平面定量上較具優勢,一般用作平面圖的表達,而無法準確塑造空間三維體量感;SketchUp能快速建模,但無法滿足一定精細的表達;3D Max建模較呆板,須配合渲染器表達才較具真實效果;V-ray渲染器能逼真表達建筑效果,但無法脫離建模軟件單獨存在。
對于手工圖紙和模型來講,其更能迅速表達大腦中的想法,但存在模型不宜長期存放、手繪圖表達粗糙等缺點。
總體說來,手工建筑表現和通過電腦軟件輔助的建筑表現是兩種非常重要的建筑表現手段和能力。雖然各有利弊,但在建筑的學習和深入中都是需要有所掌握的,那樣會使你的表達更豐富和多樣化。
參考文獻
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【關鍵詞】 建筑結構設計軟件;課程教學;存在問題;改革措施
一、引言
《建筑結構設計軟件》課程是土木工程專業的一門選修課,課程教學在于訓練學生學完力學、房屋建筑學、鋼筋混凝土結構、地基基礎等專業課程和計算機基本技能后,應用專業計算軟件進行建筑結構的設計、計算問題,為學生畢業設計和今后參加實際工作打下良好基礎。本課程重視對學生職業能力的培養,以滿足實際工作崗位的需求。
二、引導學生正確認識該課程的意義
學生能否對該課程有一個正確的認識直接影響他們對該課程的學習熱情,投入程度,最終影響學習效果。大多數學生都認為該課程主要是針對以后要從事結構設計的就業人群和即將到來的本科畢業設計,其實不然。根據黃淮學院就業部門的統計,土木工程專業畢業生就業去向主要為:施工現場技術和管理、監理、預算、建設單位甲方代表、建筑結構設計等。該課程對從事結構設計的意義不再贅述,下面來說一下該課程對施工、監理、建設單位甲方代表和預算就業方向的意義。建設單位、監理單位、施工單位是工程建設中的三個主要主體單位,施工單位負責工程建設,監理和甲方代表負責監督,這三方共同的目標是工程能順利無誤的實施。而圖紙是工程的施工依據,尤其是結構專業的圖紙尤為重要,結構施工圖是關于承重構件的布置,使用的材料、形狀、大小及內部構造的工程圖樣,是承重構件以及其他受力構件施工的依據,它直接關乎工程的安全和可靠。作為這些單位的新進人員,如何快速掌握和熟識圖紙內容是工作能否得心應手的關鍵。而《建筑結構設計軟件》課程就有這樣的作用,該課程會詳細介紹各種常見結構類型的圖紙組成,結合實例讓同學們對圖紙有深入的認識,如每張圖紙有什么內容,這些內容可以用什么樣的結構軟件計算出來,計算結果出來后如何應用已學的課程內容來進行校對審查,最后如何利用軟件來進行施工圖繪制。這樣一套學習內容完全實施后,學生們自然就對結構施工圖認識深刻了。由于該課程以及結構施工圖的繪制需要,《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》內容也會重點引入課堂,讓學了該課程的同學們畢業后能迅速與就業需要接軌,即就業能稱職。該課程對從事預算的同學們也同樣意義重大,因為圖紙也是預算的依據,對圖紙內容的熟識與否直接影響預算的成果。綜上而述,《建筑結構設計軟件》課程對同學們的就業有很重要的影響。
三、教學過程中存在的問題
1、原有教學方式不合理
原有的教學模式很多只是處于如何使用基本命令的階段,不夠全面整體。雖然學生們完成了很多課程的理論學習,但他們對這些課程內容在實際工程中的應用還很欠缺。由于教師經驗問題,很多教師并沒有實際工程設計的經歷,致使教學過程中難免機械刻板,很多套用CAD的教學模式,讓學生們的學習停留在各菜單命令的使用上。結構設計最重要的是各專業相互協調的同時能夠對模型進行優化,從而達到結構功能符合建筑需求又能滿足經濟合理的要求。由于教學重點強調的偏差,使得畢業生進入社會后,往往需要較長的磨合期來適應。
2、課程考核方式不合理
傳統的考核方式是筆試加機試,甚至只有筆試。由于考試時間的限制,一般出的題目較單一,只是關于基本操作命令應用的,盡管一定程度上可以反映學生的初步學習掌握情況,但并不能將學生的真實的設計思路體現出來。
3、課程計劃學時較少與教學內容較多的矛盾
該課程一般的學時是每周兩節課,而要學習的內容卻十分多,常見的上部結構形式就有混凝土結構、砌體結構、鋼結構等,而每種結構又分很多種結構類型,比如混凝土結構里分框架、框剪、剪力墻、筒體、復雜高層等。建筑的基礎又分條基、獨基、井格基礎、筏基、箱基、樁基等類型,上部結構與下部基礎又有很多種組合,所以綜合下來內容十分廣泛、復雜。另外就是計算軟件的選擇問題,雖然PKPM是結構設計的主要軟件,但是后期出圖軟件探索者、國外通用的ETABS軟件、國內鋼結構的主要設計軟件3D3S等也需要給學生們介紹。此外《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》的內容也需要引入課堂,這就更加凸顯了課程計劃學時少與教學內容較多的矛盾。
四、課程改革方案
實踐教學是專業教學過程中最重要的環節之一,是整個教學與課程體系中不可缺少的組成部分,通過實踐教學可以促進所學知識與實際應用的結合,培養學生分析問題、解決實際問題的能力。實踐教學體系的構建和實踐性教學環節的建設,是搞好實踐教學,提高實踐教學質量,以至于最終提高我們教學質量,培養應用型、復合型人才的關鍵和根本保證。
1、課程教學方式
在該課程的實踐教學中,以工程項目作為載體,用實際的結構設計工作過程為依據,將建筑結構設計過程劃分為結構初始建模、模型優化調整、結構施工圖繪制、施工圖校核修改四個階段,每個階段都是一個教學任務。學習應圍繞預先設定的問題來進行,這些問題是工作中所要面對和解決的,其中包含著一定的專業知識的綜合應用和基本技能的要求,對這些問題的解決過程也就是相應的認知和技能獲取的過程。教學過程中要充分發揮學生的主動性,相互檢查、提意見,可以達到相互提高的作用。
2、課程考核方式
課程考核作為教學過程的一個重要環節,是教學信息反饋的重要途徑,更是檢查教學效果、鞏固學生所學知識、改進教學工作和促進學校教育目標實現的重要手段。為了體現應用型課程的特點,也為了充分發揮學生們應用的能力,該課程考核成績可以由三部分構成:優化后的模型成績+校核后的結構施工圖繪制成績+答辯成績。鼓勵學生們采用公開答辯的方式來匯報自己的成果,在答辯中認識到自己的不足,以便進一步提高自己的能力。
3、合理安排課程時間
教學中以學生們的就業需要作為驅動力,充分利用學生們的自習時間,課堂上多引導,然后布置任務,課后解決,下次上課著重進行講解。比如《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》的內容,如果全部課上講解費時費力,效果還很差,而用一張實際工程的圖紙來布置作業,讓他們課下根據平法圖集來理解這張圖紙,下次上課統一講解,這樣效果就好很多。以項目為基礎的教學也是如此,可以提前把項目概況,設計資料提前布置給學生們,讓他們課下進行理解研究,然后課上講解指導,這樣時間上會更有保證,效果也更加理想。
4、完善該課程與工作實際的接軌
工作中同學們經常要做的就是檢查并熟悉施工圖中易出錯的地方如:檢查平面中的梁,在梁表中是否全標明鋼筋的配筋情況;檢查主梁的高度有無低于次梁高度情況;梁、板、柱在跨度相同、相近時,有無配筋相差較大的地方;檢查梁的受力鋼筋最小間距是否滿足施工驗收規范要求;檢查結構圖中各結構構件的鋼筋的品種,規格,以及受力鋼筋在各構件的布置情況,箍筋與縱向受力鋼筋的位置關系,各個構件縱向鋼筋以及箍筋彎鉤的角度及其長度,熟悉各構件節點的鋼筋的錨固長度,熟悉各個構件鋼筋的連接方式,熟悉在鋼筋的搭接區域內,鋼筋的搭接長度,核算鋼筋的間距是否滿足施工要求,尤其是各個構件節點處的鋼筋間距,彎起鋼筋的彎折角度以及離連接點的距離等等內容。因此在該課程的教學中,要強化訓練同學們對這些細節的認識和把握。
五、結語
《建筑結構設計軟件》課程教學應充分考慮社會實際工作狀態,改革教學方式和考核方式,合理安排教學時間。教學時選擇合適的工程項目,讓學生們參與其中,真正體驗實際工作過程,培養學生掌握更多的工作崗位的實際操作技能,培養學生最終解決實際工作問題的能力,從而實現“與行業零接軌,與崗位零磨合”的目標。
【參考文獻】
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