计算机软件在工业总图设计中的应用

【摘要】随着我国工业建设的高速发展，市场竞争日益激烈，总图的设计周期也大大缩短，需要一种计算机软件大大提高总图设计的效率，以此来满足市场需求。目前市面上的总图设计软件包括飞时达GPCAD、HY-FPS鸿业工业总图设计软件、湘源控规、AutoCAD Civil 3D等等，针对总图设计类的软件主要是杭州飞时达软件公司出的工业总图设计软件GPCAD和鸿业工业总图设计软件HY-FPS，本文就软件GPCADZ在厂区总图设计中的应用进行了研究。

【关键词】工业总图设计；厂区设计；GPCAD

1、引言

在总图的设计中，土方计算、竖向设计等工作一直是设计人员在设计过程中一项较为繁重的工作，需要认真缜密计算、反复验算出结果，在计算过程中往往消耗大量的时间和精力。因此很多总图设计软件在长期技术积累和与设计人员不断交流的基础上，开发出了一些高效率和实用的软件，这些软件不仅有效降低设计人员的劳动强度、缩短设计周期，还能大提高了总图设计质量。本文就工业总图设计软件GPCAD在土方计算及竖向设计中的优势和特点进行说明。

2、正文

1）土方计算

a）地形处理

在设计工作中，由于各种原因，业主提供的地形数据有很多种形式，或者存在各种问题，如果是有标高值的高程点，可以直接通过【高程点转换】功能，将高程点转换成GPCAD识别的地形离散点；如果是有标高值的等高线，通过【有高程等高线转换】将等高线转换到GPCAD对应的层上面就可以了；如果是没有标高值的等高线，通过【无高程等高线转换】功能，对等高线进行赋高程转换。

为避免因为原有地形数据错误出现不必要的误差，处理过的地形图可以通过【等高线检查】和【离散点检查】进行离散点和等高线的检查，程序自动读取最大、最小高程值，根据实际情况录入正常范围高程值，过滤出错误离散点，尽量减少错误。对于过滤出的错误值，可根据实际要求进行处理：改高程（适用于超出正常范围的等高线条数不多或者等高线对全局产生重要影响的情况下）、改层（将超出正常范围的等高线转到其它层上，改层后数据用红色显示。用这种方法处理，可以将这些数据在图中保留，但在设计过程中不参与地形的计算，所以这种方法在作图过程中使用比较多）、删除（当超出正常范围的等高线个数不多且对全局影响不大时，可直接删除）。

b）方格网土方计算

软件使用了方格网法进行土方的计算，主要适用于地形变化连续的地形情况，对于土方挖填量结果可以进行分区域调配优化，解决就地土方平衡要求。

在使用方格网法进行计算之前，先要使用【绘制区域】绘制出要计算土方范围，根据业主提供的红线，可以使用【划分区块】功能将区域范围内划分若干个计算区块。

绘制区块后使用【自动布置方格网】绘制出方格网。方格网的大小可以自己输入，角度可以自由设置，方格网布置的方式有正交方格、非正交方格、同区块边界方格三种形式，根据地块形状可自由选择，一般采用正交方格，布置后可通过【方格网编辑】中的【合并方格】、【裁剪方格】、【删除方格】、【补充绘制方格】、【调整方格点位置】、【插入变标高点】等功能进行调整。布置完方格网后，采集自然标高，在经过地形处理的地形图上使用【采集自然标高】功能采集出每一个方格点的自然标高。如果自然地形进行了修改，需要将自然地形数据进行刷新，以确保采集到的自然标高值是最后调整过的数据。随后输入设计标高，可以采用【自动优化】、【标高采集】或【直接输入】来获得。如果需要进行土方量平衡，采用自动优化，软件将自动根据设置的平衡系数和优化选项进行土方量计算，一般采用直接输入比较多，输入时，根据自己的设计情况，有等高面、增减自然标高、增减设计标高、一点坡度面、两点坡度面、三点面、四点面几个选项可供选择。如果要进行边坡土方量的计算，可以使用【单级边坡】、【多级边坡】功能进行边坡绘制。随后进行土方量的计算，使用【计算方格网土方量】功能来计算土方量，计算时需要设置是否考虑松散系数K1、K2，最后用【土方列汇总】和【土方量统计表】来统计土方量，可进行汇总出图。

2）竖向设计

在总图设计中，竖向设计是设计量比较大的工作，竖向设计主要对道路网进行竖向布置，确定了道路的标高，整个厂区的竖向也就基本确定了。整个竖向设计模块分为两个部分：①道路场地标高、坡度的计算标注；②场地设计数据的添加。主要包括道路、地坪的标高标注和坡度标注、建筑的标高标注，排水沟、地表排水符、雨水井、脊骨线、护坡等的绘制，根据原始地表数据和道路的标高数据信息可以绘制出道路的横断面和纵断面图，设计数据的输入等功能。

首先我们可以输入道路的横坡值，一般情况下，道路默认的左右横坡值均为1.500%。修改后的横坡值，输入A可以应用到图中的全部道路，输入W可以只应用到相同类型的道路上，输入S选择部分道路应用。然后我们可以在已经设计好的道路中心线上的任意位置标注标高，如果道路标注点的两端都没有标高，软件将以该点根据设计离散点计算出来的设计标高为默认值，并提示输入标高值；如果标注点的两端已经有道路标高，软件将根据两端的道路标高计算出坡度，从而计算出该点的道路标高，并以此作为默认值，但是这个值并不一定等于设计标高值。标高标注后选择【道路坡度标注】，软件将通过指定距参照点的距离与坡度值，自动计算标高值，并根据你选择的标注形式进行标注。当道路标高调整、修改后，软件将自动对该段道路的坡度进行重新计算、刷新。

除了对厂区的道路进行竖向设计，还可以对整个场地进行竖向设计及标注，包括场地标高的标注、场地坡度的标注、挡土墙的竖向设计、排水沟的竖向设计以及护坡的标高。

3、结论

以上所述主要是介绍工业总图设计软件GPCAD在实际的厂区总图设计中，特别是土方及竖向设计中的应用，GPCAD将设计人员从繁重的计算、重复性的绘图工作中解放了出来，让我们用更多的时间去思考整工厂设计的优化问题。但是GPCAD也有很多不足的及需要改进的地方，比如：总图竖向设计的表达方式包括箭头表示法和等高线表示法，然而在已经标注好设计标高的总图上，需要采用等高线表示法的时候，无法自动生成等高线。又比如：目前我国的总图设计还是以平面为主，但是随着科技的进步，工业的发展，三维设计越来越重要，GPCAD应加强这方面的设计应用，使得以后的工业总图设计逼真化，可视化，可以在厂区进行建构筑物、道路、绿化设备的三维设计，可以进行地下管线之间的碰撞检查，地下管线与建构筑物之间的碰撞检查，在三维空间中以及时发现设计中存在的不足，调整总平面布置的不合理之处，同时也可以减少施工过程中的不确定因素，为厂区日后的维护管理工作提供了极大的便利。

参考文献

[1]井生瑞 总图设计. 北京：冶金工业出版社，1989

[2]廖祖裔 工业建筑总平面设计. 北京：中国建筑工业出版社，1988