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三维设计在水利工程中的应用优劣势分析.doc
三维设计在水利工程中的应用优劣势分析
潘科
(水利部海委漳卫南运河刘庄闸管理所河南浚县456250)
【摘要】本文就此阐述三维设计在水利工程中的应用。
.jyqkensional design applications in hydraulic engineering analysis of the advantages and disadvantages
Pan Ke
(MentJunxianHenan456250)
【Abstract】This paper describes this three-dimensional design in hydraulic engineering applications.
【Key ensional design;Hydraulic engineering;Application
1. 引言
近几年来,CAD技术从最初的平面辅助绘图迅速向三维化方向发展,迅速成为CAD 业界一个新的发展方向,引起了广大学者的关注。三维设计具有模型直观形象、工程量计算精确、方便设计修改及重复利用诸多有点,因而具有广阔的应用前景。
2. 三维设计的概念剖析
(1)从狭义上讲,设计是指设计人员进行创造性劳动的过程,即设计人员通过查资料、分析、计算等活动形成设计方案的过程。对于二维的、以工程图为主要目标的辅助软件,需要大量人工处理的环节,软件要处理的只是其中很少一部分,但有时这部分工作量却占用了大部分的工作时间。设计离不开图纸,这是因为:设计人员设计需要记住、研究和修改自己的设计;方便校审人员校审;方便与其它设计人员进行讨论交流,共同完成设计;方便施工人员将设计意图变成实物。绘制工程图,实际上是设计思维的表达手段。
(2)综上所述,设计不单单是绘图,更重要是绘图之外的许多工作。而目前的二维设计软件,有时候却难以快速便捷的实现设计人员的意图,尤其是在方案发生变更后,改图成了许多设计人员的烦恼。三维设计(3DDesign)是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础,它是建立在平面和二维设计的基础上,让设计目标更加立体化、形象化的一种新兴设计方法。设计人员在设计时一方面要想象实际工程的三维逻辑关系,另一方面又要进行设计思考,工作负荷相当大。采用三维软件就能在大脑以外虚拟三维图像,从根本上减轻了设计人员的大脑负担,从而有利于进行更富创新的设计思考。
3. 三维设计方法在目前水利工程中的应用现状
3.1勘察测绘。在将等高线数据进行数字化后,便可以建立三维地貌图,包括各类建筑物、开挖边坡及原始地貌等,并可根据工程的进展情况不断地更新。另一方面,由于建立的三维地貌是采用三维数字,因而建筑物任意部位的体积、面积等属性以及挖填土石方量都可以精确地计算出来。
3.2水工设计。参数化设计可以高效地利用已有的模版,同时方便设计方案的变更。形象的三维设计成果也方便校审工作的进行,同时也有利于各专业间的沟通并减少了设计中一些显见的错误。此外,三维模型还能很好地展现建筑物与周边环境、地质地形条件的关系。
3.3施工组织。在明确施工场地和地形彼此之间的制约条件的情况下,采用三维动态布置施工平台,能够快速得出所需结果并生成相应的平、剖面图。采用三维建模技术能直观地了解各种方案的可行性,从而有利于快速、方便地进行多种方案比选。
3.4工程量计算。有了精确的三维模型,便可以对工程量进行精确计算。如果有了建筑材料和地质分类数据,还能够计算不同材料的用量,进而为概预算及施工期的材料供应计划提供可靠的数据。
4. 三维设计方法在水利工程中的应用优势及不足
4.1三维设计在水利工程中的应用优势。
4.1.1传统的设计思路都是先把建筑物的平面设计图纸绘制出来,进行方案讨论,然后在图纸上对设计方案进行修改和变更,最后确定设计图纸。因为这些修改工作都是基于平面进行的,致使水利工程建筑成型后的效果、建筑物与周围环境的协调等不能直观模拟。另外绘制图纸的工作量也大,如果修改方案,需要重新绘制设计图纸,这实际上就是做了一些不必要的重复劳动。若直接绘制设计的水工建筑物三维效果图,在三维建筑模型上完成设计方案修改,最后将水工建筑物设计模型转化为平面设计图纸,就不需要再重新绘制设计图纸。
4.1.2借助CAD软件的强大的绘制三维建筑物形体的功能,根据设计的思路,先绘制出建筑物的三维效果图,然后渲染三维效果图,即附加合适的材质,选择适用的光源、阴影,添加协调的背景和配图,使建筑物更有灵气与生机。在三维效果图上,能够查看建筑物不同方位的动态观察效果,确定剖切建筑物的合适位置,观看剖切的断面。这样,建筑物形体是否美观、跟周围环境是否协调,工程量的查询、造价的高低等都可得到检验。
4.1.3对于水利工程施工场地布置困难的地形,在明确彼此之间的制约条件的情况下,采用三维动态
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