第一講CAD概述與基礎(chǔ)知識

1、 CAD基礎(chǔ) 主講：劉浩主講：劉浩課程簡介 課程名稱： CAD基礎(chǔ) 學(xué)時：32 其中：實驗學(xué)時：12 學(xué)分：2 適用專業(yè)：土木工程專業(yè) 先修課程：畫法幾何、土木工程制圖 后續(xù)課程：建筑結(jié)構(gòu)CAD、畢業(yè)設(shè)計一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù) CAD基礎(chǔ)是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)方向模塊選修課程，屬于計算機(jī)輔助設(shè)計（Computer Aided Design）類的應(yīng)用課程，它是從事工程設(shè)計及相關(guān)軟件應(yīng)用、二次開發(fā)的基礎(chǔ)。 通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)一步開發(fā)學(xué)生形象思維能力，使學(xué)生掌握計算機(jī)繪圖方法，具有運(yùn)用計算機(jī)繪制工程圖紙的能力；同時使學(xué)生的綜合圖形表達(dá)能力和設(shè)計能力得到進(jìn)一步提高

2、，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程做好準(zhǔn)備。 二、教學(xué)內(nèi)容和基本要求二、教學(xué)內(nèi)容和基本要求 CAD概述與基礎(chǔ)知識 了解CAD技術(shù)的發(fā)展、構(gòu)成和工程中的應(yīng)用，掌握CAD繪圖環(huán)境的設(shè)定，圖形文件的管理、數(shù)據(jù)輸入及顯示控制命令的使用。 二維圖形的繪制 掌握Auto CAD基本和高級繪圖命令的使用。 二維圖形的修改 掌握Auto CAD基本和高級編輯命令的使用。 工程圖形的環(huán)境設(shè)置 了解圖層的概念，掌握圖層的設(shè)定及使用方法，能熟練運(yùn)用輔助繪圖工具。 圖塊、圖案填充及文本注寫 了解圖塊的概念，掌握圖塊的設(shè)定及使用方法，掌握圖案填充及文本注寫的使用。 土木工程圖形的尺寸標(biāo)注 掌握工程標(biāo)注的樣式設(shè)定，能進(jìn)行工程標(biāo)注的編輯修改

3、。 建筑施工圖繪制（一） 掌握建筑平面圖的繪制方法。 建筑施工圖繪制（二） 掌握建筑立面圖的繪制方法。 建筑施工圖繪制（三） 掌握建筑剖面圖的繪制方法。 土木工程圖的繪制 掌握結(jié)構(gòu)施工圖的繪制方法。三、考試與考核三、考試與考核 成績采用百分制記分。其中：最后上機(jī)考核成績占80%、平時成績占20%。 上機(jī)考核時間100分鐘，內(nèi)容為使用Auto CAD軟件繪制相關(guān)專業(yè)圖形。 平時成績由考勤成績和實驗成績組成，各占平時成績的50%。 曠課2次取消考勤成績；6個實驗累計兩次實驗無成績的實驗成績?yōu)榱?。四、課程學(xué)習(xí)方法四、課程學(xué)習(xí)方法1、以課堂講授內(nèi)容為主，閱讀教材為輔。2、認(rèn)真獨(dú)立做好實驗練習(xí)，切實熟練

4、熟練掌握實驗 內(nèi)容。3、利用課余時間多練習(xí)，多使用。第一講第一講 CAD概述及基礎(chǔ)知識概述及基礎(chǔ)知識一、一、 CADCAD概述概述 1、 CAD技術(shù)的發(fā)展 CAD：是Computer Aided Design的縮寫，意即為計算機(jī)輔助設(shè)計。最早開始于二十世紀(jì)五十年代首先在美國開始的，上世紀(jì)70、80年代CAD技術(shù)得到很大的提高，得益于計算機(jī)硬件水平的發(fā)展和個人電腦的出現(xiàn)，90年代為廣泛普及時期，出現(xiàn)成熟的高度標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的系統(tǒng)。CAD是計算機(jī)技術(shù)與工程設(shè)計相結(jié)合的產(chǎn)物，它著重研究解決如何用計算機(jī)這一現(xiàn)代化的工具去輔助工程人員更好地作設(shè)計。CAD的核心技術(shù)是關(guān)于工程圖形的計算機(jī)處理技術(shù)。CAD的

5、兩個階段：計算機(jī)輔助繪圖和計算機(jī)輔助設(shè)計。 CAD發(fā)展簡史發(fā)展簡史二十世紀(jì)60年代：是CAD技術(shù)的理論研究階段。二十世紀(jì)70年代：是CAD技術(shù)開始走向?qū)嶋H應(yīng)用的時期。二十世紀(jì)80年代：CAD真正得以應(yīng)用的階段。二十世紀(jì)90年代：CAD應(yīng)用的特點(diǎn)是向集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。2 、CAD系統(tǒng)的構(gòu)成 （1）對支撐環(huán)境的要求 a 高速數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)值計算能力 b 很強(qiáng)的圖形處理能力 c 有效的數(shù)據(jù)管理能力 d 系統(tǒng)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)化 e 良好的文字處理能力 f 友好的用戶界面，以便于學(xué)習(xí)和使用 g 系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的適合各領(lǐng)域應(yīng)用能力（2 ) CAD系統(tǒng)的構(gòu)成 CAD系統(tǒng)硬件 計算機(jī)或工作站 大容量存儲器

6、圖形設(shè)備及其他外圍設(shè)備 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 CAD系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件 數(shù)據(jù)管理軟件 計算分析軟件 文字處理軟件 專業(yè)應(yīng)用軟件 網(wǎng)絡(luò)通信軟件（3 ) CAD系統(tǒng)的基本功能 a 計算功能 b 存儲功能 c 輸入功能 d 輸出功能（4）常用輸入輸出設(shè)備 a 輸入設(shè)備：將圖形信息傳入計算機(jī)，向計算機(jī)傳送命令和數(shù)據(jù)。 鍵盤 鼠標(biāo) 操縱桿 跟蹤球 圖形輸入板 數(shù)字化儀 掃描儀： 把復(fù)雜圖形轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)數(shù)據(jù)的形式儲存， 也可在顯示器或繪圖機(jī)上復(fù)制成圖。 光筆：一種檢測設(shè)備，功能為拾取和跟蹤，使用最早。 b 輸出設(shè)備：顯示器 打印機(jī) 繪圖儀 c 存儲設(shè)備：磁帶 軟磁盤 硬磁盤 光盤3 CAD技術(shù)在工程設(shè)計中的應(yīng)用 （

7、1）建筑：方案設(shè)計 三維造型 建筑效果圖、施工圖； （2）結(jié)構(gòu)：有限元分析 結(jié)構(gòu)平面設(shè)計 框架和排架結(jié) 構(gòu)計算和分析 高層結(jié)構(gòu)分析 地基及基礎(chǔ) 設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計； （3）道橋：數(shù)字化地形圖系統(tǒng) 道路平、縱、橫施工圖 橋梁施工圖 （4）設(shè)備：水電暖各種設(shè)備及管道設(shè)計； （5）房地產(chǎn)開發(fā)工程： 概預(yù)算 施工控制等。4 CAD技術(shù)發(fā)展展望：標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、集成化標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、集成化二、 Auto CAD的基本知識 Auto CAD是美國Auto desk公司研制開發(fā)的繪制二維、三維圖形的交互式軟件包，該公司從1982年12月推出AutoCAD1.0版本至1997年6月發(fā)布AutoCADR12.0版

8、本。該軟件在繪圖效率、功能擴(kuò)展及使用方便性等方面都已日益完善，它是在我國目前應(yīng)用最廣泛的繪圖軟件，許多我國自己開發(fā)的軟件均以該軟件為平臺，如PKPM 、 SCS等。（一） Auto CAD的基本功能 （二） Auto CAD的運(yùn)行環(huán)境 1 軟件： Auto CAD的操作系統(tǒng)為中文或英文的windows95、 windows95 、 windows2000、windowsXP等,一般采用中文（漢字庫可被利用）。 2 硬件：（三） Auto CAD的繪圖環(huán)境1、 Auto CAD界面 （1）標(biāo)題欄：標(biāo)題欄位于應(yīng)用程序窗口的最上面，用于顯示當(dāng)前正在運(yùn)行的程序名及文件名等信息，如果是AutoCAD默認(rèn)

9、的圖形文件，其名稱為DrawingN.dwg( N是數(shù)字)。單擊標(biāo)題欄右端的按鈕，可以最小化、最大化或關(guān)閉應(yīng)用程序窗口。標(biāo)題欄最左邊是應(yīng)用程序的小圖標(biāo)，單擊它將會彈出一個AutoCAD窗口控制下拉菜單，可以執(zhí)行最小化或最大化窗口、恢復(fù)窗口、移動窗口、關(guān)閉AutoCAD等操作。 （2）菜單欄：(3)工具欄：1）工具條的移動： 把鼠標(biāo)指針置于工具條邊界線線內(nèi)非圖形按鈕處單擊并拖動可把工具條移動到屏幕任何位置，它可以使用戶方便的改變工具條的形狀，使繪圖區(qū)繪圖區(qū)盡量最大化。2） 工具條的定制： 除了系統(tǒng)提供的工具條外，用戶可以根據(jù)需要定義新的工具條和刪除已有的工具條。在定制時可通過選用“Customi

10、ze”命令來實現(xiàn)。3） 系統(tǒng)缺?。J(rèn)）工具條：“標(biāo)準(zhǔn)”工具條:“對象特性”工具條:“繪圖”工具條:“修改”工具條:(4)繪圖窗口：即繪圖區(qū)，它沒有邊界，利用視窗縮放功能，可使繪圖區(qū)無限增大或縮小。因此，無論多大的圖形，都可放置其中。(5)十字光標(biāo)：光標(biāo)大小可調(diào)節(jié)，工具選項選擇和顯示選項卡。在繪圖區(qū)為十字光標(biāo)，在光標(biāo)交匯處的小方口稱為選取框，用于選取實體；在菜單欄內(nèi)為一針箭頭，用于選取命令。(6)坐標(biāo)系圖標(biāo)：有世界坐標(biāo)系（WCS)和用戶坐標(biāo)系(UCS)兩種 。提示與當(dāng)前有關(guān)操作的幫助信息。(7)命令行：根據(jù)需要可改變大小，工具選項顯示窗口元素。由兩部分組成，命令歷史窗口和當(dāng)前命令行。(8)狀態(tài)

11、欄：顯示當(dāng)前繪圖狀態(tài)。 位于用戶界面的最下面，顯示當(dāng)前十字光標(biāo)所處位置的三維坐標(biāo)和一些輔助繪圖工具按鈕的開關(guān)狀態(tài)，如SNAP、GRID、ORTHO、POLAR、OSNAP、OTRACK、LWT和MODEL等。還可以設(shè)置某些開關(guān)按鈕的選項配置。(9)滾動條：可以拖動繪圖窗口。(10)模型/布局選項卡：模型空間用于繪圖及編輯圖形，而布局空間則用于打印出圖。2、圖形文件管理、圖形文件管理（1）啟動Auto CAD方法一：從Windows的開始菜單中選擇程序子菜單中的 Auto CAD項。方法二：從Windows資源管理器中用鼠標(biāo)雙擊Auto CAD的文擋文件。方法三：在桌面上建立Auto CAD的快

12、捷方式，然后 雙擊該快捷方式的圖標(biāo)。（2） Auto CAD文件類型 默認(rèn)的文件打開和保存格式均為后綴為DWG格式（圖形文件）。（2）新建圖形文件輸入命令的方法：l下拉菜單：單擊FileNew。l工具欄：單擊Standard工具欄中的工具按鈕。l 命令行：輸入NEW并回車。 以上任一種方法操作完畢后，在對話框中選擇某一個樣板文件。樣板文件包括與繪圖相關(guān)的一些設(shè)置。如線型、文字樣式、圖層、圖框等，可提高繪圖效率及保證圖形一致性。（3）創(chuàng)建圖形樣板文件（后綴為DWT文件） 為提高工作效率，一般將繪圖設(shè)置的初始環(huán)境保存為圖形樣板文件，以后作圖時就可以在樣板文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行作圖。 樣板文件的內(nèi)容一般包

13、括圖形的邊界設(shè)定、線型、顏色、線寬、比例、文字樣式、塊、尺寸標(biāo)注和各種命令參數(shù)初始值的設(shè)置。1）方法一：利用已有的圖形創(chuàng)建樣板文件。2）方法二：從“啟動”對話框中的“樣板”選項創(chuàng)建樣板文件。3）樣板圖中應(yīng)進(jìn)行如下設(shè)置：單位的設(shè)置；圖形界限的設(shè)置；圖層的設(shè)置；文字樣式的設(shè)置；尺寸標(biāo)注樣式的設(shè)置4）圖形文件的擴(kuò)展名：“.dwg”；樣板文件的擴(kuò)展名：“.dwt”。（4）保存圖形文件1）用新文件名保存圖形文件： 對已命名的圖形文件用不同于原名的文件名存盤。 命令選?。?下拉式菜單： File = Save as 命令窗口： Command: Save as命令使用： 在“Save drawing as

14、”對話框中選擇文件要保存的目錄和名稱，然后單擊“ok”按鈕。 如果圖形修改后仍以原圖形文件名來命名，則修改后的文件擴(kuò)展名為DWG，舊的文件擴(kuò)展名為BAK。2）以相同文件名保存修改后的圖形文件：(快速存盤) 命令選?。?下拉式菜單： File = Save 命令窗口： Command: Qsave 命令使用： 在磁盤中原圖形文件以BAK類型存儲，修改后的文件以DWG類型存儲。若圖形尚未命名，則操作同“Save as”命令。（5）恢復(fù)圖形文件： 當(dāng)圖形文件存儲在損壞的磁盤上時，將導(dǎo)致讀盤失敗，屏幕會出現(xiàn)提示信息：Drawing file is not valid.這時可用Auto CAD提供的圖形

15、恢復(fù)功能來解決問題。命令選?。?下拉式菜單： File = Drawing Utilities = Recover 命令使用： 在“Select File”對話框中選取要恢復(fù)的文件并單擊打開按鈕。但并不是所有損壞的文件都能恢復(fù)。（6）退出Auto CAD 命令選?。?下拉式菜單： File = Exit 命令窗口： Command: Exit 命令使用： 若圖形未存盤保存而退出系統(tǒng)時，屏幕會出現(xiàn)對話框，提醒用戶保存或放棄保存文件。3 Auto CAD的命令及數(shù)據(jù)輸入（1） Auto CAD坐標(biāo)系統(tǒng) 在Auto CAD中圖形是文字和幾何信息的集合。其中幾何信息是點(diǎn)的集合。在Auto CAD里，基

16、本的幾何圖形是以矢量形式來存儲這種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的。所以確定幾何點(diǎn)在屏幕的坐標(biāo)系中的位置是作圖中最基本的操作。 1）坐標(biāo)系： Auto CAD采用的是笛卡兒坐標(biāo)系，即直角坐標(biāo)系?？臻g中任一點(diǎn)可用它在三個坐標(biāo)方向的值x,y,z來唯一確定。 a. 絕對坐標(biāo)系： 為Auto CAD自定義，原點(diǎn)位于屏幕左下角。 b. 用戶坐標(biāo)系： 用戶自定義。常用于將三維問題簡化為二維問題。（2）Auto CAD命令的輸入 兩個概念： 重復(fù)命令：指接著需要執(zhí)行的命令與上一次的命令一樣時，在命令行命令提示狀態(tài)下按鼠標(biāo)右鍵或回車、空格鍵即可調(diào)用上一次的命令。 透明命令：指某個命令執(zhí)行期間中間可以插入執(zhí)行的另一個命令，透明

17、命令的運(yùn)行不影響當(dāng)前正在執(zhí)行的命令。例如：Zoom（縮放） Redraw（重畫）1）命令的啟動方法一：從菜單、工具欄、狀態(tài)欄或快捷菜單選擇命令方法二：在命令行命令提示狀態(tài)下輸入命令名的英文拼 寫或命令別名，然后按回車或空格鍵。2）數(shù)據(jù)輸入方式鍵盤輸入： 直角坐標(biāo)： a. 絕對坐標(biāo) x , y b. 相對坐標(biāo) x , y 極坐標(biāo)： a. 絕對坐標(biāo) 距離角度 b. 相對極坐標(biāo) 距離 縮放 命令窗口：Command: Zoom 命令使用： Auto CAD采用屏幕圖形縮放命令(Zoom) 對屏幕上的圖形按需要放大或縮小。 Zoom命令共有10條子命令：1）實時縮放：由鼠標(biāo)在屏幕上拖動光標(biāo)，實行即時放

18、大或縮小。 2) 上一個(P): 恢復(fù)到前一個縮放狀態(tài)，一共可以恢復(fù)到前10次的縮放狀態(tài)。3)窗口方式(W) ：用鼠標(biāo)拉動一個窗口進(jìn)行縮放。4)動態(tài)縮放(D) ：以繪圖界限圖形顯示范圍以及 實際需要放大范圍兩者結(jié)合選擇放大。5)比例放大(S) ：以比例系數(shù)來決定圖形的放大 或縮小。6)中心點(diǎn)放大(C) ：以確定中心點(diǎn)及縮放系數(shù)定點(diǎn)縮放。 (7)放大(I) ：對顯示范圍放大為原來的2倍，同時圖形縮放為原來的一半。(8)縮小(O) ：對顯示范圍縮小為原來的一半，同時圖形放大為原來的2倍。(9)全屏顯示(A) ：按設(shè)置的圖形界限放大到最大顯示范圍。(10)擴(kuò)展縮放(E) ：以圖形大小決定縮放，將圖形盡可能在最大范圍內(nèi)顯示且不受圖形界限限制。(2)平移： Auto CAD繪圖系統(tǒng)提供了平移功能，使圖形可以按操作要求在畫面上平移，同時不改變圖形的顯示比例，從而使用戶可以控制圖形在畫面上的位置。1）Pan命令：(畫面平移)功能：對屏幕的圖形按原大小在畫面上平移。命令選?。?下拉菜單：視圖 = 平移 命令窗口：Command: Pan 命令使用： Pan命令提供了六條子命令：實時(Real time)：畫面上光標(biāo)