1數字化技術在土木工程中的應用

1數字化技術在土木工程中的應用214.1計算機輔助設計（CAD）

計算機輔助設計(ComputerAidedDesign，簡稱CAD)在工業部門的廣泛應用，已成為人們熟悉的并能推動生產前進的新技術。當前，計算機輔助設計在土木工程領域中的應用首推是由中國建筑科學研究院開發的PKPMCAD系統。PKPMCAD是面向鋼筋混凝土框架、排架、框架-剪力墻、磚混以及底層框架上層磚房等結構，適用于一般多層工業與民用建筑、100層以下復雜體型的高層建筑，是一個較為完整的設計軟件。其中PMCAD軟件采用人機交互方式，引導用戶逐層對要設計的結構進行布置，建立起一套描述建筑物整體結構的數據。軟件具有較強的荷載統計和傳導計算功能，它能夠方便地建立起要設計對象的荷載數據。由于建立了要設計結構的數據結構，PMCAD成為PK、PM系列結構設計各軟件的核心，它為各功能設計提供數據接口。214.1計算機輔助設計（CAD）33414.2信息化施工

指在施工過程中所涉及的各部分各階段廣泛應用計算機信息技術，對工期、人力、材料、機械、資金、進度等信息進行收集、存儲、處理和交流，并加以科學地綜合利用，為施工管理提供及時、準確地提供依據。14.2.1現狀（1）初步完成信息普及應用，尚未達到信息化階段。（2）初步開成了軟件市場，滿足單項應用，缺系統軟件（3）信息化總體水平處于直接事物處理階段，沒達到深層次推理系統應用階段。（4）推廣信息化施工技術存在問題和差距。414.2信息化施工5

虛擬施工技術的5D模型，實現設計、預算、進度的聯動5D模型=3D模型時間成本＋＋

通過5D模型，設計、預算、進度可以同步獲得與3D模型關聯，保持最新的、準確的預算和評估。5虛擬施工技術的5D模型，實現設計、預算、進度的聯動5D模6

清晰無障礙的溝通與交流

虛擬技術，提供生動的3D環境，變平面圖紙為3D模型。讓溝通變得自由與愉悅6清晰無障礙的溝通與交流虛擬技術，提供生動的3D環境，變714.3智能化建筑

14.3.1定義及分類（1）房屋設備用先進的計算機系統監測與控制，并可通過自動化或人工干預來保證設備運行的安全可靠。（2）安裝了對居住者的自動服務系統。類型：

①專用辦公樓②出租辦公樓③綜合性建筑④住宅714.3智能化建筑814.3.2智能化建筑的系統組成（1）智能建筑的通信網絡系統。（2）智能建筑的信息網絡系統。（3）智能建筑的設備自動化系統。建筑系統環境計劃通信網絡系統信息網絡系統建筑設備自動化系統814.3.2智能化建筑的系統組成建筑系統環境計劃通信網絡914.4智能化交通包括以下幾個系統（1）先進的交通管理系統。（2）交通信息服務系統。（3）車輛控制系統。（4）車輛調度系統。（5）公共交通系統。具有信息收集，快速處理，優化決策，大型可視化等功能。914.4智能化交通1014.5計算機仿真系統

15.5.1在教學中的應用結構構件的試驗是土建類專業學生在校期間必須修的課程。但是利用計算機模擬仿真，同樣可以獲得試驗的效果。這比單純去讓學生看教學試驗更能調動學生的積極性，使學生能有動手參與的機會，能在計算機上操作、“破壞”和“修復”。這樣做可以節省大量的人力、物力、財力和時間。基于這種想法我們借助于清華大學土木工程系開發的“鋼筋混凝土構件模擬試驗軟件”，再進一步開發了“鋼筋混凝土構件計算機模擬教學試驗CAI課件”。該CAI課件主要包括從對試驗基本知識的學習，試驗過程的演示，動手做試驗，以及試驗完成后撰寫試驗報告等方面的內容。1014.5計算機仿真系統11在土木工程專業的鋼筋混凝土課程的教學中，鋼筋混凝土構件實驗是一個很重要的環節。它幫助學生更好地理解鋼筋混凝土構件的性能，增加感性認識。但是，真實的構件破壞試驗不僅需要龐大的實驗室，還要花費很大的人力、物力、財力和準備時間。采用計算機模擬的方法，利用計算機圖形系統構成一個模擬的試驗環境，學生向計算機輸入構件數據后在屏幕上觀察到構件破壞的全過程及其內外部的各種變化。這比單純去讓學生看教學試驗更能調動學生的積極性，使學生能有動手參與的機會，能在計算機上操作、“破壞”和“修復”。11在土木工程專業的鋼筋混凝土課程的教學中，鋼筋混凝土構件1214.5.2計算機模擬仿真在結構工程中應用14.5.3計算機模擬仿真在防災工程中應用14.5.4計算機模擬仿真在巖土工程中應用1214.5.2計算機模擬仿真在結構工程中應用13

三峽永久船閘鳥瞰圖13三峽永久船閘鳥瞰圖14三峽永久船閘縱平面圖14三峽永久船閘縱平面圖1517-17剖面整體位移矢量圖

1517-17剖面整體位移矢量圖16三峽永久船閘開挖支護圖16三峽永久船閘開挖支護圖1717-17剖面的網格劃分圖1717-17剖面的網格劃分圖18開挖完成后17-17剖面x方向的地應力

18開挖完成后17-17剖面x方向的地應力19開挖完成后17-17剖面y方向的地應力

19開挖完成后17-17剖面y方向的地應力2014.6計算機輔助教學與網絡教學

14.6.1計算機輔助教學CAI

1．形式多樣、生動活潑：通過對文字、圖形、圖象、動畫、聲音等信息的處理，組成圖文聲像并茂的演播系統，可以進行視聽一體等多種方式的形象化教學。2．高度交互、因材施教：實現了人機對話，能根據學習者的要求選擇教學內容、控制學習節奏，及時反饋教學信息，充分調動學習者的興趣和潛力的發揮，縮短了學習時間3．信息量大、重現力強：不受時間、空間的限制，隨時記錄、存儲的教學內容調出，縮短了教學內容重現的時間。4．界面友好、操作簡單：只需用鍵盤或鼠標等簡單輸入設備，即可實現對整個教學過程的控制。2014.6計算機輔助教學與網絡教學21計算機輔助教學的主要優點如下：1．有利于增強教學效果2.有利于貫徹因材施教的原則3.有利于激發學習者的興趣4.有利于培養學習者的多種能力.5.有利于提高教學質量14.6.2網上教學與學習：

隨著網絡的發展，網上教學與學習已成為可能。它除了CAI的優點以外，還具備網上答疑、網上討論等虛擬教室或學術論壇的功能。同學們在任何可以上網的地方進行上網學習，遇到問題，可以以發送電子郵件的方式或網上粘貼的辦法，將自己的問題送給老師，或其他可以幫助解決問題的同學們。一旦老師或同學上網，看到問題，就可以作出相應的回答。21計算機輔助教學的主要優點如下：2214.7工程管理的信息化、