混凝土结构施工图数字化审图技术的研究及应用

常丽娟，杨悠子

（中国建筑科学研究院有限公司建研科技股份有限公司，北京 100013）

施工图审查是工程建设的基础性工作，是工程建设质量管理和安全控制的关键环节。目前，施工图审查都是以纸质化蓝图审查为主，主要是通过人工审查蓝图，这种审图方式效率低且正确率也难以保证，漏审和错审的概率高。2014 年住房和城乡建设部提出了工程建设项目审批的改革，要求推进施工图设计文件数字化审查工作，改进审批方式，缩短审查周期[1]。本文介绍的数字化审图技术便可以改变这种传统审图方式，实现审图的智能化和高效化。

1 混凝土结构施工图数字化审图技术

目前国内数字化审查的研究也随着国家政策的推动逐渐发展起来，有些高校在这方面做了一些研究，上海应用技术大学城市建设与安全工程学院[2]，实现了框架结构的数字化审核；武汉理工大学的龙资[3]、褚江[4]实现了框架结构、剪力墙及框架剪力墙结构的施工图审查过程数字化的研究；软件产品包含理正施工图校对审核软件[5]，其主要是提供梁的识别和校核；小智软件[6]提供了梁的部分规范强条的审查。

数字化审图技术是可以实现对电子施工图纸进行自动识别，从DWG 图中的图素中识别出结构模型和构件配筋信息，并能自动对实际配筋进行规范条文的审查。数字化审图大幅缩短了审图人员的工作时间，降低了审图过程中错审、漏审的概率，显著提高了图纸审查效率和正确率。PKPM 混凝土施工图审查软件，是利用数字化识图技术实现的一款智能审图软件，目前已经发布。

2 数字化的混凝土结构施工图审查的实现

2.1 程序架构

软件是基于PKPM 自主研发平台，利用数字化审图技术实现程序智能审图。现分为梁、柱及墙3个模块，提供了识图和校审两大部分。图1 为程序架构示意图。

2.2 程序实现

程序的实现是以平法图集表达的DWG 格式的施工图纸为根本，利用数字化识图技术读取施工图，进行结构模型和钢筋标注的自动识别，之后可进行计算与实配的比较及规范条文的校核，并能提供详细的审查报告。基本程序实现流程如图2 所示。

图3 是以梁为例说明具体的程序实现流程，其中最关键的技术是连续梁的识别。

3 混凝土结构施工图审查软件的功能与应用

3.1 功能介绍

根据用户提供的审查源资料，软件提供了不同深度的审查方式，基本的资料是DWG 格式的施工图纸，图4 为软件提供的4 种方式的审查示意图。

3.2 工程应用

该工程为内蒙古包头市某商住小区的地下车库，只有1 层，总建筑面积为20 180 m2，结构平面尺寸为长220 m×宽132 m，结构高度为4.5 m，结构类型为框架+挡土外墙结构，梁、板、柱的混凝土等级均为C30，以此工程的梁审查为例，使用施工图审查软件对梁施工图纸进行图纸审核。

程序自动识别的正确率可以达到95%以上。现阶段程序通过大量实际工程图纸的测试，目前识别率可达到95%以上，对于平面布置规则的工程，绘图规范的图纸可以被全部正确识别。

在识别完成后进行自动校审，软件对不满足的构件会用红色标记，双击可以定位到构件进行校核，且有详细的文档查看。

软件还提供审查报告，可以详细列出图纸中不满足的条目，审查人员可以在该文档的基础上进行修改，形成最终的审查报告。在形成报告之前，软件也提供了审查条目的修改编辑功能，审查人员也可以在全部修改完成后再生成报告，支持WORD 格式或者PDF 格式的文档。

4 混凝土结构施工图数字化审图技术的研究方向和展望

数字化识图、审图技术不仅可以应用在本文介绍的混凝土结构施工图审查软件中，在以下方面也可以发挥作用。

1） 既有建筑的鉴定与加固项目

随着建筑行业的发展，新建建筑比例减少，存量建筑占比日趋增高，响应国家节能环保政策，如何发挥现有建筑的价值，做好鉴定与加固改造设计，将是未来建筑业发展的重点。现在已经有很多对既有房屋的改造和加固设计的工作。使用鉴定加固软件进行设计分析的过程中，耗时且繁琐的工作就是原有施工图纸的翻模和实配钢筋的录入，而将数字化识图技术应用于既有建筑的鉴定与加固软件中，可实现原有建筑施工图纸的实际配筋的快速识别和智能布置，省去人工翻模、手动布置钢筋的步骤，大大提高了软件的使用效率，目前在PKPM的鉴定加固软件中已经应用了梁构件实配钢筋的识别和布置，后续会继续增加其他的模块应用。

2） BIM 软件的应用

建筑信息模型（BIM）技术作为信息时代背景下建筑行业的二次革命，对提升建设工程质量水平和效率、加快信息化进程、促进智慧城市建设具有重要意义。近年来我国各地都相继开展了BIM 各方面的应用探索，使BIM 技术得到了迅猛的发展。

一方面，在当前传统设计方式与BIM 设计共存的一段时间内，二维施工图纸与BIM 模型的衔接是一个重要的环节，而利用数字化识图技术进行二维平面施工图纸中钢筋的识别，之后在Revit 等BIM软件中读取识图后的钢筋结果，进行三维钢筋显示及后续的工作。

另一方面，住建部2020 年工作要点特别提到，推广施工图数字化审查，试点推进BIM 审图模式，提高信息化监管能力和审查效率[7]。数字化识图、审图技术应用于BIM 审图软件中，在结构专业进行施工图的识别和审查，大大提升审查效率和准确率，为推动施工图审查从二维向三维审查的转变，实现BIM 审图技术的广泛应用，提高工程设计质量具有重要意义。

3）其他延伸应用

接力下游软件如与工程量统计与工程造价软件、钢筋下料和放样软件对接，大震弹塑性分析钢筋的录入等，利用识别到的实配钢筋数据完成其他的专业需求。

5 结语

本文介绍的智能数字化混凝土结构施工图自动识图和审查技术，应用于混凝土结构施工图审查软件，使用该软件可以实现审查从蓝图到白图的转化，改变了以往人工审核图纸的工作模式，数字化的审查降低了错审、漏审等错误，提高了审查工作的准确率，审查效率也大大提高。同时该软件也可以应用于结构设计人员的自查自审中，在正式提交给审图机构之前，可以进行施工图的自我检查和校审。最后，本文对数字化审图技术的研究方向进行了展望，以期后续可以在这些方面继续进行研究。