在CAD技术出现以前，工程设计的全过程都是由人用笔、尺子加图板来完成的。其实，在工程设计中虽然包含着需要由人来完成的创造性的工作，但是也确实包含了很多重复性的工作，例如烦琐的计算、单调的绘图等。这些重复性的工作现在可以由计算机更快、更好地完成，这就是CAD技术的意义所在。

计算机的主要特点是运算速度快、存储数据多、精确度高、具有记忆和逻辑判断的能力、可以处理图形。所有这些特点都可被用来辅助设计过程。一般而言，利用CAD技术可以收到以下效果：

首先，缩短设计工期。由于计算机处理速度快，并能不间断地工作，因此可以大大地提高设计效率，从而缩短了设计工期。因为缩短设计工期就意味着能早日推出新产品，产生更多的设计方案，以便进行方案比较，选出最佳设计方案，从而更好地达到预期的目的。

其次，提高设计质量。使用自动化程度较高的CAD系统进行设计时，设计者只需输入一些有关设计初始条件的数据，由计算机调用结构分析程序进行分析计算，就可得到设计结果。此外，利用计算机可以得到清晰、整齐、美观的设计图纸和文档，便于校核和修改，从而有效地防止了手工绘图过程中尺寸标注错误、不同图纸在表达同一构件时的不一致等错误的产生，提高了设计质量。

最后，降低设计成本。应用CAD技术可以帮助设计者提高设计效率，当设计劳务费较高而CAD系统的费用较低时，就会使得设计成本降低。工程设计中应用了CAD技术以后，已取得明显的经济效益。

一般建筑物或构筑物的建设都要经过规划、设计、施工几个阶段，建成以后则进入维护管理阶段。目前，CAD技术已经被应用在各个阶段中。在这里仅做一些简单的介绍。

（1）在规划中的应用

对任何工程项目，规划工作都是十分重要的。一般土木建筑工程的规划都需要考虑众多的因素，例如土地利用、经济、交通、法律、景观等有关社会经济的因素，气象、地质、地形、水等有关自然的因素，以及水质、噪声、土地污染、绿化等生活环境的因素。任何一项规划都是一项决策，其中，人始终是主体。

对应于该阶段的CAD系统主要有三类：

第一类是有关规划信息的存储和查询的系统。例如土质数据库系统、地域信息系统、地理信息系统、城市政策信息系统等。这一类系统多采用数据库系统的形式。

第二类为信息分析系统。例如规划信息分析系统等。

第三类为规划的辅助表现及作成系统。例如景观表现系统、交通规划辅助系统等。这里特别说明两点。首先，有关规划信息的数据库，由于其公共性较高，应由政府或公共部门建立并提供服务。这类数据库是否健全反映了一个国家的文明发展程度。其次，通过利用景观表现系统，可以在建造前就看到实物的形象及其和周围环境的协调情况，对于作出优秀的规划具有重要意义。

（2）在设计中的应用(www.daowen.com)

一般土木建筑结构的设计都包含结构形式的选定、形状尺寸的假定、模型化、结构分析、验算、图面绘制、材料计算等过程。CAD技术在土木建筑中最早的应用就是在结构设计中的。所以，有关设计CAD系统的历史较长，发展比较成熟。据有关资料，目前我国土木建筑领域各部级设计院CAD出图率一般都达到100%。运用计算机进行分析计算达98%以上，进行方案设计已达80%以上。采用CAD技术进行设计，设计的出错率由手工设计的5%降低到1%，提高工效一般在6～8倍，有的可达20倍。由于多方案优化，节省工程投资一般为2%～5%，个别专业可达10%以上。

对应于设计的CAD系统也可分为三类：

第一类为对应于各个设计过程的系统。例如结构形式选择系统、结构分析系统、设计系统、绘图系统、材料计算系统等。其中，每个系统都可以处理多种结构形式。其缺点是，为完成一项设计需使用多个系统，不但需要掌握每个系统的使用方法，还导致大量数据的重复输入。

第二类系统为通用CAD系统。例如AutoCAD，这类系统只提供基本的图形处理功能，可用来绘制各个工程领域的设计图纸。

第三类系统为集成化设计系统。这类系统的自动化程度一般较高，只要输入少量的数据，利用一个系统即可完成设计的全过程。设计时，只需输入基本的参数，如结构尺寸、截面尺寸、材料性质等。系统可自动进行结构分析，以至生成施工图。这类系统虽可减轻人们学习新系统的负担并避免数据的重复输入，但一般在使用时有一定的限制，是面向对象的专用软件，或是根据专业要求进行二次开发的软件。与前面的两类系统相比，使用这类系统具有作业效率较高、专用性高、相关专业数据可共享等特点。如：我国目前在建筑工程设计中应用最广泛的系统是由中国建筑科学研究院CAD工程部开发的PKPM系列软件系统。

（3）在施工中的应用

一般的土木建筑工程的施工都包含以下过程，即投标报价→施工调查→施工组织设计→人员、器材和资金的调配→具体施工及项目工程管理→验收等。目前，CAD技术在每个过程中均有应用。如投标报价与合同管理，工程项目管理，网络计划，质量和安全的评价与分析，劳动人事工资、材料物资、机械设备、财务会计和行政管理、施工图的绘制等系统。其中，应用计算机编绘网络计划图已成为参与国际投标的必要条件之一。由于CAD技术的应用，有效地提高了施工企业的工作效率和管理水平。

现在国外已开发出一些建筑物和构筑物的集成化施工系统，例如隧道的集成化施工系统。在该系统中，包含隧道设计子系统，施工图及施工平面图绘制子系统，施工管理子系统，材料表生成子系统以及施工组织设计书作成子系统等。虽然开发这种集成化系统都伴随着极其庞大的工作量，但使用它所得到的工作效率上的提高也是十分可观的。

（4）在维护管理中的应用

像人有生老病死一样，土木建筑结构物在使用期内也会出现老化、功能下降等，因此，对其必须进行适当的维护和管理。一般地，对土木建筑结构物的维护和管理包括定期检查、维修和加固等。

CAD技术在维护管理中最早的应用是煤气、上下水管线图的计算机管理，其中包含管线的位置以及管线的埋设条件，例如管线的材质、管径、埋深等。这样的系统无疑对管路的分析、检查等提供了极大的方便。近年来，出现了以数据库为中心的、道路设施的维护管理CAD系统。这种系统具有两种作用：一种是用于保存定期检查结果等信息，另一种是用于辅助维修和加固的规划和设计。

随着CAD技术的发展，它在土木建筑行业中的应用也必将得到进一步的发展。目前最有希望应用的CAD新技术包括多媒体技术、人工现实技术和科学计算可视化技术等。多媒体技术集图、文、声、像于一体，在不同信息媒体之间建立了逻辑连接，实现有机的集成和交互控制。国内外已有将该技术用于工程教育的例子。