AutoCAD在工程量计算中的应用.pdf

1 9 8 西部探矿工程 2 0 0 9 年增刊 Au t o C AD在工程量计算 中的应用 刘 刚， 申 会 浙江省隧道工程公司， 浙江 杭州 3 1 0 0 0 5 摘要 A u t o C A D软件是工程中运用得最为广泛的计算机图形处理软件， 主要用来进行工程制图， 介 绍其在工程量计算方面的运用。 关键词 Au t o C AD； 工程量； 建模 ； 图形转化 ； 查询 中图分类号 T B 2 2 文献标识码 B文章编号 1 0 0 4 --5 7 1 6 2 0 0 9 增刊一0 1 9 8 一O 3 计算机各类办公软件、 图形处理软件及专业软件在 工程中用得越来越广泛。图形处理软件在工程中运用 得最广主要有 Au t o C AD、 3 d s ma x ／ 3 d s v i z 等等， 其中用 得最多最早 的要算 Au t o C A D。 工程量计算是工程管理中的常见难题。不论是工 程设计、 工程概预算、 工程施工管理、 施工组织设计等 等， 工程量计算都是不可避免的重要环节， 而且其精度 及准确度对后续的工作影响极大。需计算的图形多数 都是非标准图形， 而手工计算不可避免地会出现以下问 题 1 精度及准确度差； 2 计算式复杂、 过程繁琐， 容 易出错 ； 3 不易检查。如土石方开挖 回填工程量的计 算， 我们先要选取断面求出断面面积， 而所需计算的断 面通常都是不规则形体， 需通过近似计算方法求得 如 平行四边形法 。但这些方法在计算上并不简便， 计算 精度也不高。有的情况既便我们能求出断面曲线方程， 采用积分方法求面积， 但其计算过程却常常很繁琐， 难 计算、 容易出错。而采用 A u t o C A D来计算工程量则能 有效地避免这些问题 。 当然你首先是要掌握 Au t o C A D的基本绘 图技巧 ， 能将所需计算工程量的图形输入电脑， 利用 A u t o C A D 的查询功能便可方便快捷地求出图形的面积、 线断长 度、 体积及周长， 进而求出所需工程量。 1 方法 任何复杂的计算都是从求面积、 体积及长度开始 的。经过一个合理的分化， 你可以将你所计算的工程量 问题转化为求部分的面积、 体积及长度。利用 A u t o C A D求工程量的基本步骤为 建模 将所需计算工程量分化后的形体通过 A u t o C A D软件按确定比例绘入电脑并保存。 图形转化 对非标准的图形而言， 我们需对其进行 一 定的转换， 如采用布尔运算、 面域转化及实体操作等 A u t o C A D的图形转化功能， 从标准图形求出所需形体。 2 ． 4 做好改制前的准备工作 地勘施工企业的改制必须先改观念 ， 换思想 。采取 行之有效的宣传手段， 营造改革氛围， 让各种不同情况 的职工心理蹋实 ， 实现从怕改制到盼改制， 从不愿改制 到支持、 参与改制的转变， 为顺利改制奠定思想基础。 改制必须依法、 依规运作， 改制方案既要科学又要民主， 顺民心、 合 民意， 改制环节公开透明， 让 职工心里明白， 自愿选择， 从而形成了职工依法衡量改制， 企业依法运 作的 良好局面。政策公开、 方案公开、 程序公开 ， 让员工 清楚， 不搞“ 暗箱” 操作。改制牵动着整个家庭和众多亲 友， 历史积淀和现实存在的各种矛盾都会在改制中诱 发。因此， 在扎扎实实做好职工思想工作的同时， 将维 护职工合法权益作为工作中的重中之重， 坚决防止作风 粗暴 ， 方式简单 ， 不搞“ 硬碰硬” ， 坚持 民主改制 ， 尊重员 工意愿。 2 ． 5 引入新股东， 改变企业股权比例 原来的改革办法， 股份制改革和推行企业制度， 前景 不容乐观， 必须引进社会资金， 实行产权制度改革和进行 彻底的股权结构改革才是地勘施工企业的必由之路。 通过市场机制逐步推进改善股权结构， 即引入新股 东， 改变企业股权比例。鼓励本单位职工参股， 鼓励队 领导参股或控股， 对参股的队领导应主动辞去事业单位 的领导职务。 使国有资本逐步退出施工业， 由社会资本 或职工来控股。形成由改制后的企业解决就业问题 ， 地 质队从中分红的新机制。 综上所述， 我们从改革产权结构、 调整产业布局、 完 善治理机制 、 引入新股东 、 强化企业管理及建设员工队 伍等各个方面来努力工作 ， 使企业改制工作稳步推进 ， 使地勘企业在获得经济效益的同时造就社会效益， 真正 实现“ 和谐地勘” 。 2 0 0 9年增刊 西部探矿工程 1 9 9 查询 利用 A u t o C A D查询功能求出形体的面积、 体积及长度 周长 。 最后将所有面积、 体积进行汇总求出所需工程量。 标准形体是指 由 Au t o C AD软件直接能生成 的形、 体。平面图形如圆、 圆弧、 椭圆、 多边形等等； 三维图形 如长方体、 球体、 圆柱体、 圆锥体、 圆环等等。这类图形 输入与计算较为简单， 通过绘制与查询功能可直接输 人、 求 出。 ． 2 实例 通过以下几个简单的实例， 主要介绍用 A u t o C A D 求解标准及非标准图形的一般方法， 举一反三， 大家可 以求出自己需要求的工程量。 所使用的软件版本为 Au t o CAD 2 0 0 0 1 计算图 1 所示椭圆的面积与周长。 图 1 椭圆的面积与周长计算示意图 ①启动Au t o C A D ， 在登录对话框中选择Me t r i c 国 际单位制 ， 单击 O K进入 C A D系统； ②在命令栏内输入一 e ll ip s e ， 或直接在工具栏中单 击“ e ll ip s e ” 图标， 按以下步骤完成椭圆的绘制 C o mma n d 一e l l i p s e [ 回车] S p e c i f y a x i s e n d p o i n t o f e l l i p s e o r [ A r c ／ C e n t e r - ] [ 在屏幕上单击一点] S p e c i f y o t h e r e n d p o in t o f a x i s 1 0 ， 0 [ 回车] S p e c i f y d is t a n c e t o o t h e r a x i s o r I- R o t a t io n ] 2 [ 回车] 则完成一个长半轴为 5 ， 短半轴为 2 的标准椭圆。 ③在命令栏内输入一 l i s t 回车则屏幕上显示如下 S e l e c t o b j e c t s ． [ 选择椭圆] E L L I P S E图层 0 空间 模型空间 句柄 一 3 面积 3 1 ． 4 1 5 9 圆周 2 3 ． 0 1 3 1 中心点 X 一 3 3 4 ． 3 9 3 8，Y 一 1 8 5 ． 1 2 8 2，Z一 0 ． 0 0 00 长轴 0． 0 0 0 0 短轴 X 一 5 ．0 0 0 0 ，Y 0 ．0 0 0 0 ， Z X 0 ．0 0 0 0 ， Y 一一 2 ．0 0 0 0 ，Z 一 0 ． 0 00 0 半径 比例 0 ． 4 0 0 0 我们即可直接得出该椭圆面积为 3 1 ． 4 2 ， 周长为 2 3 ． 01。 此例虽采用手工计算用 n a b也可方便求出面积， 用 C A D计算则省去了计算过程， 同时减少了出错的可能 性， 同时我们也可以通过该例了解 C A D计算工程量的 一 般过程。 2 有一管道内径j 2 『 1 8 0 0 ， 长度为 2 0 0 m， 求其内充 满水后水 的体积。 ①在命令栏中输j k _ c y l in d e r ， Co mma n d 一c y l i n d e r [ 回车] Cu r r e n t wi r e f r a me d e n s i t y I S OLI NES4 S p e c i f y c e n t e r p o i n t f o r b a s e o f c y l i n d e r o r [ E l l i p t i c a 1 ] [ 在屏幕上单击一点] S p e c i f y r a d iu s f o r b a s e o f c y l in d e r o r [ D ia me t e r -] 0 ． 9 [ 回车] S p e c i f y h e i g h t o f c y l i n d e r o r[ C e n t e r o f o t h e r e n d ] 2 o o [ 回车] 完成管体的创建。 ②在命令栏 内输入一 ma s s p r o p ， 则屏幕上显示如 下 Co mma n d一ma s s p r o p [ 回车] S e l e c t o b j e c t s 1 f o u n d [ 选择图形] S e l e c t o b j e c t s [ 回车] 一一一一一一一 S OLI DS 一 一 一 一 一 一 一 M a s s 5 0 8 ．9 3 8 0 Vo l u me 5 0 8 ． 9 3 8 0 ． Bo u n d i n g b o xX-- 3 3 2 ． 5 8 2 1 -- 3 3 0 ． 7 8 2 1 Y 0 ． 00 0 0 2 0 0． 0 0 0 0 Z2 0 5 ． 6 4 4 7 2 0 7 ． 4 4 4 7 即得所求管体体积为 5 0 8 ． 9 4 m 3 。 3 求图 2 中实线围成的不规则形体面积与周长 ①通过 A u t o C AD的建模功能我们可以容易得出 标准椭 圆及矩形。 ②创建面域 单击 D r a w菜单R e g io n ， 用鼠标选 择椭圆， 单击鼠标右键， 完成面域 1的创建， 用同样的方 法选择矩形 ， 建立面域 2 。 ③进 行 布 尔运 算， 单 击 Mo d i f y菜 单 S o l i d s E d it i g n u n io n ， 用鼠标连续选择椭圆和矩形， 单击右 键， 则生成所需图形。 ④查询， 在命令行输人一 l is t ， 或单击工具栏上 l i s t 按纽， 并选择图形， 则屏幕显示 C o mma n d l i s t 2 0 0 西部探矿工程 2 0 0 9 年增刊 图2 计算示意图 S e l e c t o b j e c t s 1 f o u n d [ 选择图形] S e l e c t o b j e c t s [ 回车] R E GI ON 图层 0 空间 模型空间 句柄 一 6 E 面积 3 5 ． 4 6 8 5 周长 3 1 ． 2 6 6 7 边界 框 边 界 下 限 X 一 1 4 3 ．7 9 3 2 ，Y 1 1 1 ． 5 4 1 7 ，Z 一0 ． 0 0 0 0 边界上限 X 一 1 5 7 ． 7 9 3 2， Y 1 1 5 ． 5 4 1 7，Z一 0 ． 0 0 00 即所求图形面积为 3 5 ． 4 7 ， 周长为3 1 ． 2 7 。 从此例我们可以初步领略到用 c A D计算工程量 的优点， 其比手工计算确有许多优势， 省去了计算过程， 提高了计算精度。 4 工程实例 有一沉管工程为了实现沉管与预埋 管的陆地对接焊接， 须计算在沉箱内水抽干后沉管内剩 余水的重量， 以便于计算浮力。沉管钢管长 5 0 m， 水平 倾角 2 ， 内径 1 8 0 0 m m， 外径 1 8 2 0 mm， 低端封闭， 高端与沉箱相连沉于湖底 如图3 所示 ， 求管道的质量 与管体内剩余水的重量。 图 3 工程 实例示意图 求解思路 将沉管隔离开来， 我们首先利用实体操 作创建一个倾角为 2 的 1 8 0 0圆柱， 然后再建立一水 平长方体， 通过布尔运算求得剩余水的体积。然后我们 再创建一个 1 8 2 0圆柱 ， 进行布尔运算得钢管模型 ， 查 询出其体积， 然后乘以铁的密度求得管体的重量。 ①分别创建直径分别为 1 8 0 0和 1 8 2 0 倾角为 2 的两个圆柱， 并创建一长 6 0 m、 宽 4 m、 高 4 m的长方 体， 并将j 2 『 1 8 0 0 柱体复制一份在旁边备用 通过对 A u t o C A D的前面介绍的方法不难实现 。 ②将长方体移至其中一 1 8 0 0 柱体上并使其底部与 柱体高端下部对齐。 ③进行布尔运算， 用柱体减去长方体。 ④用查询功能可求得剩余部分体积为 2 7 ． o o ， 即 为沉箱内水抽干后的水的重量 2 7 t Ma s s 2 7 ． 0 0 0 0 Vo l u me 2 7 ． 0 0 0 0 B o u n d i n g b o x X-- 4 9 ． 7 2 8 6 0 2 7 9 5 Y1 0 9 ． 0 3 6 0 1 0 9 ． 9 3 5 9 ⑤将另一 1 8 0 0 柱体移至j2 『 1 8 2 0 处端部中心对 齐， 进行布尔运算， 将 1 8 2 0 柱体减去 1 8 0 0 柱体， 得到 一 中空的圆柱体， 即管沉管管道的模型。用查询功能求 出其体积为 2 ． 8 4 m 3 ， 乘以铁的密度 7 ． 8 6 1 O 。 即得管 体重量为 2 2 ． 3 0 t Ma s s 2 ． 8 4 3 1 Vo l u me 2 ． 8 4 3 1 Bo u n d i n g b o xX一 1 3 9 ． 3 3 0 0 1 3 7 ． 5 1 0 0 Y0 ． 0 0 0 0 5 0 ． 0 0 0 0 Z1 4 9 ． 1 6 5 6 1 5 0 ． 9 8 5 6 该实例作者最初采用手工计算， 打算先求出断面面 积表达式， 再用积分方法求得。但当求出面积表达式 时， 你会发现是一个相当复杂的程式， 计算相当繁琐， 遂 放弃了手工计算的方法。 3 体会 1 利用 A u t o C A D计算工程量， 其优点在于精度 和准确度高， 还便于查询与资料备份保存。 2 结合 Au t o C A D的基 础知识 ， 建议大家再学习 3 d s m a x 或 3 d s v i z ， 它们在三维制图方面功能强过 A u t o C A D， 而三者都是美国 A u t o d e s k公司的产品， 它们 绘制的图形可以在三者间任意转化。结合 3 d s ma x的 NU R B S 功能， 我们可以绘制任意形体， 再将其转化到 A u t o C A D系统， 求出工程量。 3 工程量计算只是众多图形软件在工程管理方面 一 点小小的运用 ， 用 Au t o CA D与 3 d s ma x的相互转化 和强大的三维建模功能， 我们能够方便地制作工程效果 图及工程动画。这样我们可以根据施工图纸， 经过一系 列的建模、 制作效果图及动画， 便可掌握整个工程施工 的情况， 而且可以作为演示资料， 让大家对工程的整个 情况有个直观的了解 。