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的定义及功能 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 7
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 12
2.2.4 3D设备 12
2.3 图形输入设备与应用 13
2.3.1 笔式和类似笔式输入设备 13
2.3.2 图像扫描仪 14
2.3.3 触摸屏 15
2.3.4 数字相机 16
2.3.5 三维图形数字化输入设备 16
习题 16
3 CAD软件系统 17
3.1 CAD系统的软件平台和层次结构 17
3.2 CAD通用软件 18
3.2.1 基本图形软件与国际标准 18
3.2.2 造型软件 21
3.2.3 工程分析计算软件 22
3.2.4 工程数据库管理软件 23
3.3 CAD常用工具软件 24
3.3.1 AutoCAD概述 24
3.3.2 标准图形软件OpenGL 25
3.3.3 三维建模与动画软件3D Studio MAX 28
3.3.4 平面图形设计软件Photoshop 31
3.4 CAD网络系统软件 33
3.4.1 网络系统基础知识 33
3.4.2 网上CAD信息获取与传输 37
3.4.3 建立网上交互式三维场景 39
3.5 CAD软件工程方法的基本知识 43
3.5.1 生命周期法的特点与应用 43
3.5.2 快速原型法 44
3.5.3 面向对象分析与设计方法 45
习题 46
4 土木工程CAD系统结构 47
4.1 非交互式CAD系统的结构及特点 47
4.2 交互式CAD系统的结构及特点 48
4.3 半交互式CAD系统的结构及特点 48
4.4 综合化CAD系统 49
4.5 集成化CAD系统 49
4.6 智能化CAD系统 51
习题 52
5 AutoCAD应用基础 53
5.1 初识AutoCAD 2002 53
5.1.1 安装AutoCAD 2002 53
5.1.2 启动AutoCAD 2002 56
5.2 二维绘图基础 57
5.2.1 绘图环境属性设置 57
5.2.2 基本绘图 60
5.2.3 实体填充 62
5.2.4 图形的显示 63
5.3 图形编辑处理 64
5.3.1 图形对象的选择设置 64
5.3.2 图形对象的捕捉设置 65
5.3.3 基本图形编辑命令 65
5.3.4 线型和颜色控制 66
5.3.5 块的使用 67
5.3.6 使用属性 67
5.3.7 图形的查询操作 70
5.4 图形标注 75
5.4.1 尺寸标注 75
5.4.2 文本标注与编辑 78
5.5 三维绘图 83
5.5.1 三维绘图环境设置 83
5.5.2 绘制三维表面模型 84
5.5.3 绘制三维实体模型 87
5.5.4 三维图形编辑 87
5.5.5 观察和渲染 88
5.6 AutoCAD的二次开发简介 93
5.6.1 AutoLisp与Visual Lisp 93
5.6.2 VBA(Visual Basic for APPlication programming environment) 94
5.6.3 ObjectARX简介 96
5.7 AutoCAD与外部图形的接口 97
5.7.1 数据交换 98
5.7.2 格式转换 102
习题 104
6 工程结构设计与计算 106
6.1 工程结构设计的计算机方法 106
6.2 钢筋混凝土梁的正截面强度计算 106
6.2.1 计算公式 106
6.2.2 适应条件（非抗震设计） 107
6.2.3 抗震设计时应满足的条件 107
6.2.4 程序框图 108
6.2.5 钢筋混凝土单筋矩形截面梁配筋计算程序 108
6.3 钢筋混凝土梁的斜截面强度计算 111
6.3.1 斜截面计算基本公式 112
6.3.2 适用条件 112
6.3.3 程序框图 113
6.4 钢筋混凝土柱的截面强度计算 114
6.4.1 轴心受压构件 114
6.4.2 偏心受压构件的基本公式 114
6.4.3 矩形截面对称配筋偏心受压构件的配筋计算 115
6.4.4 偏心受压构件正截面强度计算的适用条件 115
6.4.5 程序框图 116
6.4.6 框架柱的抗剪强度计算 117
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 117
6.5 钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算 119
6.5.1 裂缝宽度计算公式 120
6.5.2 最大裂缝宽度允许值 120
6.5.3 程序框图 120
6.5.4 钢筋混凝土受弯构件最大裂缝宽度计算程序 121
6.6 钢筋混凝土受弯构件变形计算 122
6.6.1 计算公式 122
6.6.2 受弯构件挠度允许值 123
6.6.3 计算构件挠度的程序框图 123
6.6.4 计算受弯构件挠度程序 123
习题 125
7 典型CAD软件的使用与课程实践 126
7.1 PKPM结构设计CAD软件 126
7.1.1 PMCAD 126
7.1.2 SATWE 127
7.1.3 PKPM钢结构CAD系统 127
7.1.4 PKPM高层设计演示例题 128
7.1.5 PKPM单层钢框架设计演示例题 130
7.2 地基-箱形基础-上部结构共同作用分析软件SBSIA 132
7.2.1 SBSIA功能及适用范围 132
7.2.2 图形交互式结构建模 132
7.2.3 图形交互式荷载输入 135
7.2.4 地质资料输入 136
7.2.5 结构计算 137
7.2.6 图示输出 137
7.3 桥型设计软件QXCAD 139
7.3.1 QXCAD系统运行环境 140
7.3.2 QXCAD系统安装和启动 140
7.3.3 QXCAD系统基本功能 140
7.3.4 QXCAD系统基本操作 142
7.3.5 QXCAD系统分项操作 144
7.4 探索者结构CAD 159
7.5 VizRail铁路线路CAD软件 160
习题 163
8 土木工程CAD技术发展趋势与展望 164
8.1 多媒体和通信技术在土木工程中的应用 164
8.1.1 虚拟现实（VR）技术派生的工程应用系列 164
8.1.2 分布式多媒体通信技术派生的工程应用系列 164
8.1.3 多媒体仿真技术派生的工程应用系列 165
8.1.4 工程信息管理技术派生的应用系列 165
8.1.5 数字地球系统技术派生的应用系列 166
8.2 CSCW在土木工程中的应用 166
8.2.1 建筑设计中的协同工作机制 166
8.2.2 建筑设计工作流模型与协同设计工作流引擎 167
8.2.3 TH-CSCDP系统的实现 168
8.3 CAD技术和概念的发展 169
8.3.1 工程CAD技术的跨学科发展特点 169
8.3.2 CAD技术的发展趋势 170
8.3.3 CAD的建模技术的研究和发展 170
习题 171
参考文献 172