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1概述1

1.1计算机辅助设计简述1

1.1.1计算机辅助设计的基本概念1

1.1.2计算机辅助设计的发展历史2

1.2 CAD系统的组成2

1.2.1 CAD硬件系统3

1.2.2 CAD软件系统3

1.3计算机图形学简述5

1.3.1计算机图形学的有关概念5

1.3.2计算机图形系统的组成8

1.4土木工程中的CAD及相关技术10

1.4.1工程设计资质对CAD的要求10

1.4.2工程设计CAD技术应用10

1.4.3信息技术在土木工程中的应用11

2绘图软件AutoCAD 201014

引言14

2.1 AutoCAD 2010的安装14

2.1.1安装AutoCAD 2010的系统要求14

2.1.2 AutoCAD 2010的开机启动15

2.2 AutoCAD操作界面和基础知识17

2.2.1 AutoCAD 2010的启动屏幕界面17

2.2.2 AutoCAD 2010的命令输入与透明命令的使用22

2.2.3坐标系和点的坐标表示法24

2.2.4点和数据的输入25

2.2.5鼠标和键盘的应用26

2.2.6 AutoCAD 2010的文件管理27

2.3 AutoCAD 2010的绘图环境与辅助命令30

2.3.1 AutoCAD 2010的绘图环境的定制30

2.3.2绘图辅助（Drawing Aids）31

2.3.3目标捕捉（Osnap）34

2.3.4图层管理和线型、颜色的控制与实体特征37

2.3.5查询命令43

2.3.6系统变量44

2.3.7使用帮助菜单44

2.3.8使用命令别名（简化命令）44

2.4 AutoCAD R14的基本绘图方法46

2.4.1绘制直线（Line）、射线（Ray）和构造线（Xline）46

2.4.2绘制单线圆（Circle）、圆弧（Arc）和椭圆及椭圆弧（Ellipse）49

2.4.3点（Point）的绘制55

2.4.4绘制圆环（Donut）56

2.4.5绘制多段线（Pline）57

2.4.6绘制矩形（Rectangle）和等边多边形（Polygon）60

2.4.7绘制多线（Mline）和光滑曲线（Spline）62

2.4.8徒手画线（Sketch）65

2.4.9绘制填充图形66

2.4.10用Revcloud命令绘制云状或树状形体70

2.5图形的编辑71

2.5.1目标选择71

2.5.2图形的删除、复制和移动74

2.5.3图形的镜像、阵列和偏移76

2.5.4图形的旋转和缩放81

2.5.5图形的折断和修剪83

2.5.6图形的延伸、拉伸和改变长度86

2.5.7对图形进行倒角和倒圆90

2.5.8线性编辑93

2.5.9分解图形（Explode）95

2.5.10夹持点的使用（Ddgrips）95

2.6图形显示控制96

2.6.1利用Zoom命令缩放图形96

2.6.2利用Pan命令平移显示图形98

2.6.3图形的快速缩放（Viewres）100

2.6.4图形的重新生成（Regen）100

2.7图块及其应用101

2.7.1图块的特点101

2.7.2图块的定义101

2.7.3图块的插入104

2.7.4图块的编辑106

2.7.5图块中属性的应用106

2.7.6动态图块的概念和应用109

2.8给图形标注文字112

2.8.1用Text（或Dtext）命令标注单行文字112

2.8.2用Mtext命令标注多行文字114

2.8.3定义文字样式（Style）118

2.8.4特殊字符的输入121

2.8.5文字编辑122

2.8.6与文字有关的其他命令124

2.8.7在图形中插入表格124

2.9给图形标注尺寸128

2.9.1尺寸标注简述128

2.9.2尺寸标注的关联性129

2.9.3尺寸标注的类型129

2.9.4尺寸标注样式的设置（Ddim）130

2.9.5标注线性型尺寸139

2.9.6标注角度型尺寸（Dimangular）146

2.9.7标注直径/半径（Dimdiameter/Dimradius）147

2.9.8中心标注（Dimcenter）148

2.9.9引线标注和多重引线（Leader和Mleader）命令148

2.9.10编辑尺寸标注150

2.10三维绘图初步152

2.10.1三维绘图辅助152

2.10.2绘制三维图形157

2.11图形的输出164

2.11.1配置输出设备164

2.11.2打印样式164

2.11.3打印图形167

2.11.4布局与视口171

2.12 AutoCAD高级应用177

2.12.1 AutoCAD设计中心177

2.12.2图形格式的转换179

2.12.3外部参照的使用181

3施工图绘制185

3.1施工图绘制的一般步骤185

3.2基本规定186

3.3建筑结构的有关表示方法194

3.3.1混凝土结构195

3.3.2钢结构197

3.4桥涵、隧道等结构的表示方法202

4数学计算软件205

4.1概述205

4.1.1主要数学计算软件简介205

4.1.2数学计算软件的选用206

4.1.3本章目的206

4.2 MATLAB的基础知识206

4.2.1安装206

4.2.2操作桌面206

4.2.3指令窗（Command Window）207

4.2.4历史指令窗（Command History）、实录指令（Diary）210

4.2.5当前目录窗（Current Directory）210

4.2.6工作空间浏览器（Workspace Browser）212

4.2.7帮助系统213

4.2.8其他窗口214

4.3 MATLAB的数值计算214

4.3.1一维数组214

4.3.2二维数组的创建215

4.3.3二维数组元素的标识215

4.3.4二维数组的子数组寻访和赋值215

4.3.5复杂数组的构建215

4.3.6数组运算和矩阵运算217

4.3.7关系操作和逻辑操作218

4.3.8数值计算举例219

4.4字符串、细胞和构架数组219

4.4.1字符串数组简介219

4.4.2细胞数组简介220

4.4.3构架数组简介221

4.5数据的可视化及图形用户界面制作221

4.5.1高级图形命令简介222

4.5.2低级图形（句柄图形）命令简介222

4.5.3图形用户界面GUI制作简介223

4.6 M文件224

4.6.1简介224

4.6.2 M文件入门举例225

4.6.3 MATLAB控制流226

4.6.4其他226

4.7符号计算227

4.7.1符号计算特点227

4.7.2 MATLAB符号计算入门227

4.7.3其他符号计算简介228

4.8 Notebook229

4.8.1安装229

4.8.2启动229

4.8.3输入细胞（群）的创建和运行229

4.8.4计算区的创建和运行230

4.8.5其他230

4.9 MATLAB编译器（Compiler）230

4.9.1编译器的功能230

4.9.2由M文件创建外部应用程序基本步骤231

4.10应用程序接口API231

4.11 MATLAB用于有限元分析的简例232

4.12 MATLAB用于振动台试验数据分析的简例234

4.12.1用MATLAB求模型的传递函数234

4.12.2用MATLAB求积分位移237

4.12.3小结239

5通用结构设计软件240

5.1概述240

5.1.1 PKPM的特点240

5.1.2本章目的240

5.2 PMCAD241

5.2.1软件应用范围241

5.2.2 PKPM主菜单242

5.2.3工作环境243

5.2.4主菜单1【建筑模型与荷载输入】243

5.3 TAT263

5.3.1【接PM生成TAT数据】264

5.3.2【结构内力，配筋计算】269

5.3.3主菜单3【PM次梁内力与配筋计算】270

5.3.4主菜单4【分析结果图形和文本显示】270

6通用有限元分析软件275

6.1概述275

6.1.1有限元分析软件出现的背景275

6.1.2 ANSYS软件的特点275

6.1.3本章目的276

6.2 ANSYS的用户界面276

6.3 ANSYS程序的单元库和荷载278

6.4有限元分析模型的建立282

6.4.1单元模式、实常数、材料的定义282

6.4.2实体模型和有限元模型286

6.4.3基本实体的创建287

6.4.4实体模型的布尔操作293

6.4.5单元属性赋予和网格划分296

6.4.6实体的选择300

6.4.7显示及变换302

6.5加载和求解306

6.5.1求解类型306

6.5.2荷载步307

6.5.3加载308

6.5.4求解312

6.5.5输出窗口312

6.6计算结果的提取——通用后处理312

6.6.1读入数据313

6.6.2结果的图形显示314

6.6.3单元数据317

6.6.4工况和工况操作320

参考文献323