摘要:

CATIA是一款3D-CAD工程设计软件，由于其3D建模及有限元分析功能，可以作为一种准BIM设计软件。本文介绍了CATIA基本功能，及其在土木建筑领域的应用，重点分析结构建模的功能。结合工程需求和软件功能，分析了CATIA在土木工程应用中的技术路径。

1. 引言

CATIA是一款3D-CAD工程设计软件，由法国达索公司出品，类比于SolidWorks软件，应用的领域:

工程设计 系统工程

在工程领域的应用学科有:

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具体业务如:

机械设计 实体造型 模具设计 运动与力学分析 三维建模 有限元分析2. 土建工程领域的应用

CATIA在AEC(Architecture，Engineeering，Construction)领域，提供建模、模拟和可视化建设项目的完整解决方案。

image_1av65te851kpj1qb71t691ao1ihk13.png-6.1kB 2.1 建筑概念设计

image_1av667mdotib1o31ll68rt11cd1g.png-199.1kB 2.2 结构概念设计

image_1av669r216h8num1vsjovldsm1t.png-215.9kB 2.3 建筑细节设计

image_1av66aksm7dvg4kfu71oq51ncu2a.png-118kB 2.4 土木工程设计

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针对土木工程，提供的重要功能有:

2D 布局，3D 设计;参数化创建CATIA 原生几何体;云协作，设计审核;碰撞干涉检查;地形建模;捕获建筑信息模型，允许以行业格式 (IFC) 导入/导出BIM模型;

CATIA不是真正意义的BIM软件，但可以导出BIM(Building Infomation Model)模型。或许可以视为准BIM建模软件。

3. 桥梁工程的应用

CATIA的三维建模和有限元分析，近些年在国内桥梁工程中也得到了应用，如吉水赣江二桥设计。

吉水赣江二桥三维模型-CATIA

在此工程中，CATIA准BIM技术发挥的作用有:

三维可视化，效果图;多人协同设计，三维打印模型;生成二维图纸，材料数量表，提高设计效率;施工模拟动画，应用于施工方案设计;4. 土木工程应用的技术路径分析4.1 工程需求分析

土木工程，尤其结构工程(房屋、桥梁)设计中，对BIM技术的需求主要有:

三维设计二维出图;有限元模型导出;复杂构造可视化，提前发现碰撞问题;施工模拟可视化，提前解决施工问题;桥梁三维景观效果图;4.2 CATIA建模功能

CATIA更多应用于船舶、汽车等机械行业，用机械类软件设计土木工程，思维上有一定的差别。

从教材上看到CATIA主要建模功能有:

二维草图绘制 零部件设计 装配件设计 工程图纸生成 生成、修改视图 尺寸标注 图纸注解 有限元分析 运动分析与模拟

由以上功能模块，可以对机械工程的建模思路有所了解:

几何建模，由2D草图生成零部件模块;基本模块通过参数化定义，构成装配件;装配件组成形成设备、结构的几何模型;几何模型施加材料、荷载信息，转换有限元模型分析;三维模型向平面投影，获得二维视图、图纸;4.3 土木工程应用的技术路径

结合工程的需求和软件建模功能，猜想CATIA在土木工程中的技术路径如下:

二维草图绘制构件基本元素:板、杆、管;基本元素组合，形成结构构件:梁、柱、组合梁、桁架;基本构件装配成3D结构:框架结构、桥梁结构;3D结构可视化，输出2D图纸:三视图、剖面图;几何模型施加材料、荷载信息，转换有限元模型分析;局部构件分析;整体分析;

但由于结构荷载的分布性，要遵从行业荷载规范，布置过程可能很复杂。进一步的设计分析可能导出到专用软件实现:

行业格式 (IFC)导出BIM模型;导出有限元模型;5. 参考文献 李永君, 戴建国, 卢永成. 吉水赣江二桥主桥的创新设计[C]// 全国桥梁学术会议. 2014. h。

文章来源：《土木建筑工程信息技术》 网址: http://www.tmjzgcxxjs.cn/zonghexinwen/2020/0725/409.html