第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文2014年 建筑结构施工图标准化和自动化平台的研究与实现 吴文勇，焦柯，量慧波，吴礼财 （广东省建筑设计研究院，广州510010） 提要：BIMI设计技术的全面应用是勘察设计行业今后发展的趋势，有利于解决结构施工图设计效率低、图纸质量 下降等间题，施工图标准化和自动化是实现BIM技术用于结构设计的关键.
实用的结构施工图标准化和自动化绘图平 台应支持主流计算软件、各种版本AutoCAD、各种绘图和预算软件.
本文闸述了研发该平台要解决自动化、个性化、 平台化和联动化这四项关键技术.
自动化要求出图速度快，图纸质量高：个性化要求功能设置适应不同单位图面表达 上的差异要求：平台化是指开放的绘图平台要兼容各类常用绘图工具软件，并作为这些软件的运行平台：联动化就是 修改一根构件，其它相关联图纸自动修改.
最后，本文给出了设计单位建立结构施工图标准化和自动化绘图平台的流 程.
关键词：施工图标准化：绘图平台：个性化定制：BII技术：结构设计： 1前言 BIM设计技术的全面应用是勘察设计行业今后发展的趋势，基于BIM的协同设计、三维设计，将 大大提高设计质量和工作效率，进而提高勘察设计行业的经济效益.
同时，BIM设计技术的应用是一个 复杂的系统工程，从技术上也有一个循序渐进的过程.
对结构设计专业来说，BIM的优越性尚不能体现 出来，主要原因是在结构施工图方面.
结构施工图设计面临的主要问题，一是效率低，施工图设计占整个设计时间一半以上：二是施工图 质量难以控制，不同人、不同项目的图纸质量都有差别：三是设计规范的规定越来越细，规范条文要求 容易遗漏.
另一方面，为提升设计单位竞争力，提高产品质量，设计单位的技术管理者期望：两人的绘 图量一个人就能画完：将骨干技术人员的绘图经验固化，使新员工快速达到较高的绘图质量，绘图质量 不因人的变化而变化：不要违反规范条文，避免因图纸质量受到惩罚.
要解决这些问题，涉及到施工图 的标准化和自动化生成问题.
本文基于当前软硬件条件，针对建筑结构设计提出实用的应用流程是BIM发展的关键.
为实现BIM 应用流程，设计单位首先要完成两项基础工作，一是在本单位统一结构施工图标准：二是建立配套的结 构施工图标准化和自动化绘图平台.
2施工图设计是实现BIM结构设计的薄弱环节 全面采用BIM技术进行建筑结构设计是未来发展方向，但目前还存在一些技术难点阻碍BIM技术在 建筑结构设计中的应用，其中施工图部分是整个BIM建筑结构设计流程中最薄弱的环节.
如果全面实现BIM后，设计单位的专业分工有很大不同，比如，整个设计单位只设一个专门的建模 部门，建筑专业只管设计，结构只管计算，施工图是自动生成的.
但目前实现这一目标还有困难，不光 是专业协同上问题，计算机软硬件发展也还达不到要求，全面实现BIM离不开真三维设计，CPU运行速 度还需要提高10倍.
作者跨介：吴文勇（1966-）.男，硕士，教授
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 因此，BIM的发展需要分两个阶段实现：在现有的设计过程和软件基础上，实现结构信息的一体化， 甩掉AutoCAD手工绘图：等软硬件条件成熟后全面实现BIM.
第1阶段的设计过程：从结构模型开始沿图1中实心箭头的过程，包括： a.结构模型到结构计算，确定结构方案： b.生成模板图，修改后自动更新结构模型：再经过计算，自动生成施工图： c.准确的结构模型传给Revit用于碰撞检查： 第2阶段的设计过程：从建筑三维模型开始的结构设计过程.
图1的BIM建筑结构设计流程既能满足现实需要，又能着眼BIM未来发展，是个实用化的BIM结构 设计流程.
目前大多数工程师根据计算结果一根梁一根柱地手工绘制施工图，施工图部分成了设计效率 和质量的瓶颈和最薄弱的环节，要实现BIM结构设计发展的第1阶段流程，要研究解决结构施工图标准 化、自动化绘图这一个关键技术.
Revit下结构构件 结构计 各版本 各种绘 各种预 算软件 AutoCAD 图软件 算软件 结构模型 结构计算 陈工图根板图 AutoCAD下 基于BIM设计理念的结构标准化绘图平台 图1实用BIM建筑结构设计流程 图2结构施工图标准化和自动化绘图平台 3结构施工图标准化和自动化平台的基本特征 提高图纸质量首先要求表达方式的标准化，因此要建立结构施工图标准化和自动化绘图平台.
基于 BIM设计理念的结构标准化绘图平台应该具有图2所示的基本特征： （1）支持主流设计与计算软件： (2) 支持各种版本的AutoCAD，绘图平台是建立在AutoCAD平台上，同时AutoCAD命令又建立在绘图 平台上，互为平台，实现联动： (3) 支持各种绘图工具软件，如天正，探索者等，方便设计人员采用其它软件修改图纸： (4) 支持预算软件，方便同步进行经济核算.
4结构施工图标准化和自动化平台的关键技术 目前大多数设计人员采用AutoCAD手工绘制结构施工图，在施工图阶段花费了大量时间，已经成为 设计的瓶颈，要彻底解决此间题，唯一的方法是变手工绘图为自动成图，这是提高结构设计效率的关键， 也是结构设计专业采用BIM技术的最大动力.
归纳起来，“结构施工图标准化和自动化绘图平台”要实现“四化”，即自动化、个性化、平台化和 联动化这四项关键技术.
自动化要求出图速度快，图纸质量高：个性化要求功能设置适应不同单位图面 表达上的差异要求：平台化是指开放的绘图平台要兼容各类常用绘图工具软件，并作为这些软件的运行 平台：联动化就是修改一根构件，其它相关联图纸自动修改.
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 4.1结构施工图自动成图技术 该技术的要点是快速成图.
一栋高层结构计算分析完成后，在AutoCAD下，实现一分钟左右自动 生成十多个标准层的模板图、钢筋施工图和计算配筋图.
图3、图4分别是由广厦GSPLOT软件自动生 成的梁钢筋施工图和板钢筋施工图.
图3梁钢筋施工图 图4板钢筋施工图 自动生成施工图要达到实用程度，即要接近设计人员手工绘制的深度，关键要做到以下6点： （1）建立描述墙柱梁板施工图的通用数学模型 此数学模型具有通用性，不拘于结构施工图的表现形式，不论是梁柱表形式施工图，还是国标平法 形式施工图.
（2）规范要求和设计经验有机结合 绘图的过程既要满足规范标准又要体现设计个性.
智能化的系统才能充分模仿设计人员绘制施工图 的过程.
（3）可选择的设计习惯 设计功能开放选择，满足不同设计院的特殊习惯，且适应施工图表示方法的变化.
（4）自动生成的图元应符合手工制图的习惯 采用基本图元绘图还是自定义实体绘图一直是AutoCAD二次开发两条不同的技术路线.
由于灵活性 是结构施工图的内在要求，因此具有灵活性的基本图元绘图对于结构施工图绘制来说是较好的技术路线.
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 （5）一次生成构件的施工图 在一个Dwg文件中包含标准层墙、柱、梁和板的模板图、钢筋施工图和计算配筋图，符合设计 习惯，便于管理和打印，也是提高设计效率的一个重要方面.
（6）智能化字符重叠调整 记录每个图元的位置和占图面的大小，并考虑该图元对应构件的物理意义，自动将字符移动至不重 叠的位置.
4.2结构施工图个性化定制 根据我们对两百多家设计单位的调研发现，不同地方、不同单位的图面表示方法、构造做法、选筋 习惯等存在差异，甚至同一单位不同设计所的表示方法也不同.
在国标平法的基础上，多年以来设计人 台应允许设计单位对图面表示和选筋控制进行个性化定制.
通过总结全国各地设计单位的施工图习惯， 在GSPLOT绘图平台软件中，开发了近200项功能，通过选择不同功能的组合，满足各单位施工图定制需 可将定制好的选项存储到施工图习惯文件中，统一本单位的施工图习惯.
也可直接选择软件中自带 的全国各省市不同单位已定制好的施工图习惯，直接用于工程设计.
图面表示的选项控制包括：图层、文字样式和图面表达习惯.
图5是图层设置，图层样式可以选广 厦样式、探索者样式或用户当前样式.
图6是文字样式设置.
图7、图8、图9分别是墙柱、梁和板的图 面表达习惯设置.
用比 BERT n 号平：五平：水号文： 号2：* H49 Caee 图5图层设置 图6文字样式设置 工具习候 I9 中国注中考民间一 1 M 5 2.0) 上 T 中里不 期比月尺 大用号 1:20 海 图7墙柱表达习惯设置 图8梁表达习惯设置
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 力点控明 Ht1290000RTAE SERTAN 上上00 二 E. 不 san心x 广6G可 a2resis 图9板表达习惯设置 图10墙选筋控制设置 选筋控制方面，根据计算结果可分别对墙、柱、梁和板的选筋及构造要求进行控制.
图10、图11、 图12和图13分别是墙、柱、梁和板的选筋控制设置.
EFD R/ meciser? EN840 RRAO E -S ras sentaas AseNCA 图11柱选筋控制设置 图12梁选筋控制设置 图13板选筋控制设置 4.3开放的绘图平台 图形平台的生命力在于其开放性.
由于施工图设计过程中工程师根据需要和习惯应用各种软件，不 可能由一个软件完成任务，因此，开放的GSPLOT平台兼容各类结构设计软件，包括： (1) 各类主流结构计算软件，如GSSAP、SATWE等，可直接读取其计算结果： (2) 2004年以来32位、64位AutoCAD版本： (3) 各种绘图工具软件，如天正建筑，探索者等： (4) 概预算软件，直接读取施工图的建材信息，计算统计各项经济指标，如每平方米含钢量等.
4.4施工图的联动修改 结构施工图中不同的构件（图元）之间具有关联性，一处修改，其他相关位置要相应修改.
联动修 改将大大提高设计人员的改图效率.
警如，合并两个约束边缘构件，比这两个构件编号大的其他边缘构 件的编号要自动减1，同时对应暗柱表自动减少1个截面，图14是合并前的暗柱图，图15是合并后的 暗柱图，相比手工将两个暗柱合并，软件合并可大大提高效率.
在GSPLOT软件中，关于墙、柱、梁和板的人工干预命令有50多个，都具有联动修改的功能，提 高了改图速度.
