应用AUTOCAD辅助复杂建筑施工放线
摘要：综合应用AUTOCAD制图软件，解析几何数学知识，快速、精确地应用于复杂施工放样，以适应现代建筑施工的要求，通过实例的比较来说明复杂放线与AUTOCAD相结合的特点和要求。
关键词：复杂多边曲面，施工放样图，解析几何，CAD命令，控制点坐标
前言
伴随着我国的经济的不断持续发展；物质世界的不断的丰富的过程中，也是人们不断追求视觉审美的进程，建筑设计发展正是这个过程最有说服力和表现力的产品。梁思程说：“建筑是凝动的音乐”已往四方盒式呆板的建筑，及其灰色外表的装饰是无法表达出建筑的真实美感的。现代建筑的优美的体量，怡人的空间、线条多样的外形是建筑师们的追求的方向……但这些同时也给施工带来了更大的难度，提出了更高的要求，由其是给施工放线作业带来更多的作业量、计算量，误差、失误也随之增多。如何把建筑师的构思和创意精准地表现出来，保正建筑工程的质量，施工放线是首要的任务。
现代建筑施工的法规的出台和实行施工工程监理制度，让现代施工管理又上了一个台阶；但施工的分承包制，毕竟存在着太多的管理上无法触及的漏洞，特别是分承包商人员素质的问题，给施工造成不少的隐患。由于各方面经济利益的因素，常常形成一桩敝案。单在施工放线上的问题，差错就有着不少实例和教训。例如90年代初泉州市某医院住院大楼，由于放线上的失误边柱做不到位，造成建筑外观的变形、结构传力环节缺失。福州某电视传媒设施，由于基础放线错误，导致基础偏向，只有推倒重来，造成了不可挽回的经济损失。另有福州某设施，大地引测点引测失误，在建成后才发现。尽量减少施工放线的错误，阻止不必发生的经济损失，提高工程的质量和效益，同时为适应现代施工机械化程度高，施工速度加快的特点对测量放线的精度和速度提出了更高的要求。本文就施工放线上减轻工作量提高准确率、速度提出来探讨探。
二、传统放线与CAD辅助作法
（一）在传统的施工放线过程有几种作法：
2.1直接拉线法：直线距离，和圆弧半径较小的情况下采用，特点是简单，易操作和掌握。但其有几个方面需把握好。
2a 中心桩位应据总平面图的要求，设置正确（也是CAD制图定点的关键）。
2b中心桩应稳固，中心桩应钉一圆钉或中心桩为水泥和砼时。
埋设一短园钢。同时中心桩应妥善保护。
2c 用钢天套住圆釘（钢筋）后进行画图操作，钢尺松紧一致。
2.2几何作图法
在施工现场采用几何作图工具，直接进行圆弧形平面曲线的放样作图，其特点有一定的精度，效果好易掌握。
2.3 坐标计算法
适用于半径较大的圆弧开面曲线圆形施工，圆半径大，圆心于远超出建筑平面，更适用于城市狭小地带的施工放线。
2.4传统放线的共同特点
不论那种施工放线方法都需要进行一些几何作图上的计算，经验和知识都必不可少，对人员素质的要求相对较高，加上复杂的放线要求有一定的知识面，且计算量大，更易产生人为的失误，适当引入计算机的辅助计算和绘图成为现代施工放线的必然；原因有几条
1、计算机已进入千家万户，已十分普及。
2、计算机CAD绘图更加直观，明确。测量，计算更为精确和简易。也是现代施工人员必备的知识。
3、只要具备少量的window操作系统知识和AutoCAD的少量制图测量命令，即可达到自行操作的目的；更于普及。
三、传统放线计算与CAD测绘图的比较
3.1传统放线计算实例和CAD制图测量实例
例：已知一段半径为10m的圆弧曲线，其弦长为10m，求弦上10等分处各点的矢高值y。
解：1、以圆心O为原点建立直角坐标的y轴交AB弦于N，交AB弧于M。
2、将AB弦，作心平分，其等分点分别为在NB段为1，2，3，4，B，AM段对称于NB段。
3、由各等分点作AB弦的垂直线，分别交NE弧于1‘，2‘，3’， 4‘各点。
6、同样方法分别求得
22’=1.138(m) 33’=0.879(m) 44’=0.505(m)
7.由AN段对称于NB段可得：
-1-1’=11’=1.290(m) -2-2’=22’=1.138(m)
-3-3’=33’=0.879(m) -4-4’=44’=0.505(m)
8、各所求数据列于一表中
在半径较大的圆弧形平面曲线（整个楼面呈扇形）AB弦不易作出，解析几何采用以等分过圆弧顶点切线的方法，求切线到圆弧的垂直距离来求作圆弧曲线。从此例中不难看到人工求解的繁杂，求解中一旦出现错误也不易查找。
3.2 AUTOCAD的作法:
1、选择要进行等分面线段。
2、同时打开“捕捉”、“极轴”、“对象捕捉”、“对象追踪”按钮。
3、选择“定数等分”命令，并选择等分数10个。
4、由端点B作一辅垂直助线。
5、利用“cal”命令，计算弦的等分长度10000÷10=1000。
6、用“offset”偏移命令由B点垂线分别偏移1000作出平行线，得出各平行线与弦的交点和圆弧的交点。用剪切命令删除多余线段。
7、利用“dist”命令直接量测圆与弦的距离。
8、应用“线性标注”直接标于图上，供施工放线用。
9、另可根据施工精度要求，直接调整“尺寸标注”的精度。
10、工程上双曲线、椭圆的等分方式同弦的作法。
11、另外，在工程中复杂管网测量放样中直线的方向角不易计算导出；内业时应用CAD绘出直线后就可用角度标注直接给出。
3.3 几何计算器”CAL”在放线中运用
“CAL”命令是一个透明命令，可以在其它的命令下随时启动。除可以完成＋、－、* 、/及三角函数的运算还有许多丰富的功能。放线、绘图过程中，常常需要确定一些无法直接给出坐标的点的定位问题。如任意两点间的中点；和任意方向直线相切的圆的圆心；以及直线上任意等分点等。CAL命令的方便和精确大大提高作图的效率和速度。
例：要从一个圆心和一直线的端点之间的中心为起点画一直线。
Command: line
From point: cal
Expression: (cen+end)/2 (输入表达式，)
Select entity for CEN snap （用光标捕捉圆心)
Select entity for END snap （用光标捕捉直线的端点)
To point:
例：绘图中常要相对一条线画出另一条线，这要用相对坐标来确定点。
下面就是操作过程：
Command: line
From point: cal
Expression: end+[4,6](作点和点的相加运算)
Select entity for END snap捕捉一基准直线的端点后即可获得距端点相对位移(4，6)的点)
To point:：
（直线定向示意图）
四、应用CAD进行建筑复杂平面测量放线的特点：
4.1 在复杂的建筑设计中，最终都应符合整体建筑的受力传力的规律，都无法超越现有应用数学的适用范围，同时还要符合现代建筑的美学原则；它们都是平（立）几何图形有机的组合体。是用解析几何绘制出的优美的曲线。这也是施工人员所必须掌握的数学知识，也是灵活应用AutoCAD命令绘制施工放线图的关键。
4.2 在由规划部门给定的红线桩位，和总平面图布置定出控制点后，对复杂平面施工放线，关键是确定几条基本直线作为施工放线的控制线来确保整个施工放线的精度。
4.3 复杂放线必须先有放线图后作为现场放线的指导和依据。遵循由全局到细部，高精度控制低精度的原则，应用CAD在图上确定一合适的坐标圆点，便于控制点（线）的绘制和测量。
4.4 灵活应用CAD中的提供的相对坐标，相对极坐标，“CAL” 的命令，及解析几何两圆相交找交点定位等是绘制放线图的关键。
五、CAD辅助建筑平面放线技术要求
5.1 研究图纸：尽可能与设计人员沟通，了解他们的设计思路，设计手法，把握复杂图形的组合特点，才能对绘制入线图和现场测量了然于心。
5.2 制定测量方案：施测方案是指导CAD制图现场测量放样的技术性文件，是读图中审图后，绘放线图，施测前的详实文字表述和依据，便于对放线图的复核与检校。其中对控制点（线）及施工挖土方前后引测的点，线，应表术精确，简明。
5.3 数据的处理复核：对不同曲线图形，应给出字面上的数学公式，图面上的控制点应标注说明绝对坐标值，CAD上直接定下来尺寸标准注的精度0.1mm绘图同一为mm单位。角度标准调整至秒，测设的点位根据工程实际进行商定。现场实施放线测量所得数据，应用CAD图纸上的标准进行反复比对，检测CAD制图上的疏漏和精度设置。
5.4 岗位责任：工程项目主任工程师应领导制定与审批施工测量放线方案。施工技术员应具体负责放线工作，并全过程指导测量定位、放射线工作、复查工程测量的定位和水准点引测工作。施工工长应对本段工程中平面、高程定位负直技术责任。并参加主要分项工程的交接检查，填写工程隐检、预检单和参加检验签证。
六、几点建议
6.1 对复杂的施工放线有条件的应尽可能采用激光测量仪以匹配CAD的精确制图，减少施工上的误差。
6.2 施工放线图是以施工结构为依据的，但有其自己的特点。如基槽开挖，龙门桩，龙门板的设立；个人绘图习惯和技法，应符合绘图统一的国家规定和施工技术上的要求，并严格执行之。
6.3 任何先进的技术手段都必须通过人来实施，工作量上的简化，并不等于工作态度和责任心的简化。出台相应的应用CAD辅助施工放线的技术法规和工法以规范现场施工。
相关参考书目
《复杂建筑施工放线》 邓学才（中国建筑工业出版社）
《Autocad建筑土木工程制图》 戈斤涛（人民邮电）
《Autocad建筑制图培训教程》 刘培晨（人民邮电）
《中国国际贸易中心施工实录》 中建第一工程局
《建筑工程测量》 唐敏 （清华大学出版社）
《建筑施工工长手册》 纪平生等（中国建筑工业）
《房屋建筑CAD制图统一规则》 GB/T 18112-2000
