時間：2023-11-22 16:31:28
序論：在您撰寫虛擬仿真施工技術時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：
（一）工程概況
全國組織干部學院E區結構設計復雜，采用型鋼混凝土框架-剪力墻混合結構、鋼桁架結構、預應力懸索鋼結構和穹頂鋼結構等多種結構形式。
1屋面穹頂鋼結構采用全隱框玻璃幕墻，共約3000 m2，幕墻玻璃采用8+1.52PVB+8mm和10+1.52PVB+10mm兩種鋼化夾膠玻璃，穹頂最頂部水平位置采用10+1.52PVB+10mm玻璃，共計32塊；開啟扇玻璃共3排，即第8排、第9排和最底部1排，共計144塊；其它玻璃共計476塊，合計穹頂夾膠玻璃為652塊，每塊玻璃面積約4.0m2至5.3 m2不等，玻璃自重約250/塊。
2 屋面穹頂高42.3m，施工中設計圖紙變更，在E區鋼桁架層與屋面穹頂之間增加一層懸索預應力鋼結構層，即多功能廳（二層）上增加屋面花園平臺（五層）。
懸索預應力鋼結構平臺（圖4中紅色虛線部分）整體形狀為圓環形，由24榀鋼桁架以15°角度成放射狀均勻布置，圓環直徑28.90m，內圓環鏤空，直徑7.30m，桁架高1.80m，上下弦為焊接H型鋼，中間為三根無縫鋼管與之焊接相連，每榀重量為6.1t，長10.7m。結構的下層由環向拉索和徑向拉索組成，構成穩定的空間結構受力體系。
3、E區屋面造型獨特，穹頂鋼結構及玻璃幕墻、懸索預應力鋼結構層施工復雜，需利用虛擬仿真施工技術，對其施工及各階段受力情況、安裝精度、構件尺寸等進行詳細的分析研究，并優化設計、施工方案，以達到最好的工程效果。
3.1 為達到屋面穹頂完美的半球體效果，利用仿真技術，通過建立三維模型，確定玻璃幕墻空間分格尺寸，逐一確定每塊玻璃的具體加工、安裝尺寸；
3.2 施工前，為確保懸索預應力鋼結構質量安全可靠，對空間張弦結構施工進行仿真計算，模擬懸索預應力張拉，確保整個鋼平臺的施工萬無一失；
3.3 為確保原竣工日期的實現，項目部成立QC小組進行現場攻關，利用虛擬仿真施工技術，對比模擬鋼桁架層、懸索預應力鋼結構平臺層、屋面穹頂施工工序，比選、優化施工方案，從而確保了最終竣工工期目標的實現。
（二）施工難點
1 本工程E區復雜的建筑造型和鋼結構大跨度空間的設計，給穹頂玻璃幕墻的施工帶來很大難度。
1.1 屋面穹頂半球體造型，采用平面幕墻玻璃達到曲面圓弧效果，確定空間分格位置、大小難度大。
1.2 玻璃規格形狀多樣，加工難度大。
穹頂全部為鋼結構，弧形鋼梁放射性設計致使幕墻玻璃成梯形規格，玻璃尺寸由上至下逐層遞變。同時，考慮鋼結構施工偏差，幕墻玻璃無法提前批量加工，必須在鋼構件焊接完對每個位置的玻璃尺寸現場實量、定位編號，加工周期長。
1.3 幕墻玻璃吊裝難度大
本工程穹頂位于建筑物的中心位置，且幕墻玻璃單片面積最大的為5.3m2，施工時既要考慮汽車吊吊臂傾斜角度，又要保證玻璃本身不被損壞。同時，汽車吊無法覆蓋的區域還要由人工進行二次倒運。
1.4 穹頂打膠質量要求高
五層屋面花園平臺位于穹頂以內，雨水和積雪會完全淋灑在穹頂上，所以玻璃縫隙及遮陽鋁板打膠質量要求高，任何一點質量隱患都會造成穹頂漏水。
2 模擬仿真受力計算多。
本工程懸索預應力鋼結構造型新穎獨特、受力復雜，預應力鋼結構從結構的拼裝，到預應力張拉完成以及最后支撐架的拆除，其間經歷很多受力狀態，為了保證工程質量能夠符合設計要求，必須進行大量的施工模擬計算。
3 工程量大，工期緊張
3.1 本工程穹頂豎向弧梁為放射形布置，需高空拼裝焊接，對接角度、位置確定困難，吊裝、定位、焊接完成一榀完整的豎向弧梁需要6個小時，24榀共需15天時間；支撐體系及吊裝焊接操作平臺構造復雜，搭設困難，搭設架體至少需要15天時間，嚴重影響施工速度。
3.2 鋼桁架層標高為13.05m，共有大小桁架梁112榀，從單榀重量從0.304t至9.691t不等，長度超過10m的鋼桁架梁，單段重量最大達到5.017t，需分成兩至三段運送至進場。桁架梁采用分段吊裝，起吊次數多，嚴重制約施工速度。
（三）虛擬仿真技術的應用
1 空間張弦結構施工仿真計算
施工過程會使結構經歷不同的初始幾何態和預應力態，兩個狀態的分析理論和方法都不同的，加載方式、加載次序及加載量級都對結構受力具有很大影響，因此，施工仿真計算是預應力鋼結構施工方案中極其重要的工作。實際施工過程必須和結構設計初衷吻合，施工中必須嚴格組織施工順序，確定加載、提升方式，準確實施加載量、提升量等。施工仿真具體項目如下：
（1）驗證張拉方案的可行性，確保張拉過程的安全；
（2）給出每張拉步鋼索張拉力的大小，為實際張拉時的張拉力值的確定提供理論依據；
（3）給出每張拉步結構的變形及應力分布，為張拉過程中變形及應力監測提供理論依據；
（4）根據計算出來的張拉力的大小，選擇合適的張拉機具、設備，并設計合理的張拉工裝；
（5）確定合理的張拉順序，具體張拉步驟如下所示：
第1步：結構全部安裝完成后
第2步：第1批拉索張拉到設計初張力的30％
第3步：第2批拉索張拉到設計初張力的30％
第4步：第3批拉索張拉到設計初張力的30％
第5步：第4批拉索張拉到設計初張力的30％
第6步：第4批拉索張拉到設計初張力的70％
第7步：第3批拉索張拉到設計初張力的70％
第8步：第2批拉索張拉到設計初張力的70％
第9步：第1批拉索張拉到設計初張力的70％
第10步：支撐塔架拆除后
第11步：第1批拉索張拉到設計初張力的100％
第12步：第2批拉索張拉到設計初張力的100％
第13步：第3批拉索張拉到設計初張力的100％
第14步：第4批拉索張拉到設計初張力的100％
2 虛擬仿真優化施工工序
方案經優化后，懸索預應力平臺層與穹頂鋼構兩大施工區域間，由原來的順序施工，改為平行立體穿插施工，大大縮短了E區鋼結構施工關鍵線路的總用時，大大縮短了工期。
我們運用虛擬仿真技術，融合了計算機圖形學、多媒體工業建筑技術、網絡技術、電子技術等高新技術，對懸索平臺層、屋面穹頂施工過程建立仿真模型，虛擬、對比原方案施工過程及優化方案，利用計算機硬件、軟件及各種傳感器創造出一個四維空間虛擬環境， 使所需解決的問題得到清晰和直觀的認識。
（四）實施效益
1全國組織干部學院E區鋼平臺懸索預應力在實際施工過程中，通過詳實的理論計算和周密的施工部署，將困難考慮充分、問題解決在施工之前，最終施工質量和裝修效果得到各方一致好評。平臺預應力鋼索張拉檢測全部符合設計要求。
Abstract： Decorative construction technology is the core of professional courses in decorative art design. It has rich content and strong practicality. The traditional teaching methods are limited by various conditions， students can not master the construction process and characteristics of decoration engineering. So the virtual simulation technology is applied to the teaching and practice of decoration construction technology. It effectively solves the deficiency of traditional teaching methods， improves the students' learning effectiveness and efficiency， cultivates the students' ability of innovation and practice and effectively guarantees the curriculum teaching quality of the decoration construction technology.
P鍵詞：虛擬仿真；裝飾施工技術；教學應用
Key words： virtual simulation；decoration construction technology；teaching application
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）13-0211-02
0 引言
近幾年，虛擬仿真作為一種新型媒介，已廣泛應用到各個領域。目前很多高職院校都在探索研究將虛擬仿真技術與實踐教學有效的相結合，提高教學質量，國家教育部在《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》中也提出在教學中要充分利用現代信息技術開發虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實驗。虛擬仿真技術已在城市規劃、機械工程、旅游等多個專業教學上開始應用于實踐，并取得一定成效，但在建筑裝飾施工技術教學中的應用還在初級的探索階段。本文以裝飾藝術設計專業為研究對象，將傳統教學與虛擬仿真教學相融合，以解決《裝飾施工技術》課程施工工藝理論教學枯燥、校內實訓室設備更新慢，校外實訓基地受工期影響、存在安全隱患等問題，以此提高該專業教育教學現代化、信息化水平，從而培養全面發展的高素質技能型人才。
1 《裝飾施工技術》課程教學的現狀
高職院校裝飾藝術設計專業開始的《裝飾施工技術》課程，多采用傳統的課堂理論教學和到校外實訓基地參觀相結合的教學模式，但這種教學模式因理論教學單一化、外出參觀存在危險性、交通安全因素等限制，并不能產生良好的教學效果，其主要表現在以下幾個方面：
1.1 學生興趣難以持久
《裝飾施工技術》課程是一門實踐性非常強的課程，具有涉及面廣、知識更新快的特點，但教師往往采用傳統教學模式，如對照施工圖、節點詳圖進行講解，而學生缺少對圖紙的理解能力和對三維空間想象能力，導致學生很難理解現場施工的全過程，學習起來難度較大，久而久之對本門課失去了學習興趣。
1.2 實踐課程安排不方便
教師授課一般按教學大綱制定的進度完成，校外實訓場地施工進程和教學時間相沖突，常常出現工期和上課時間無法同步的情況。裝飾施工工藝流程講究完整性和連續性，學生沒有足夠的時間到施工現場將整個施工流程完整學習，只能根據教學進度的安排接受片段學習，無法感受施工全過程，對施工工藝還停留在了解層面。其次，校外實訓場地接待學生觀摩人數非要有限，如家裝工程現場場地較小，沒有辦法接待50人次的教學班，而且施工現場存在不定的完全隱患，學生工程現場經驗不足和安全意識的相對薄弱，出于學生安全考慮，很多工程項目負責人不愿意接待學生觀摩學習。
1.3 實訓室建設要求較高
現在目前高職院校都大投入的建設校內實訓室，裝飾藝術設計專業多建立材料實訓室和構造實訓室，對于施工實訓室的建立多是購買一些常用裝飾施工機具和設備，但由于建筑材料日新月異，裝飾機具和設備也要隨著更新淘汰，學校投入經費有限，校內實訓室設備往往跟不上技術發展，使校內實訓室不能發揮很好的作用。
關鍵詞：建筑施工；虛擬仿真；應用
中圖分類號：TU7文獻標識碼： A 文章編號：
引言：建筑施工行業是傳統行業之一，在當前高新技術高速發展的背景下，其行業應接受高新技術帶來的優勢。在進行復雜大量的建筑施工時，為了保障不間斷地有節奏工作，應使各個施工環節協同運作、步調一致，而要想達到這個目的就必須事先制定準確無誤的組織計劃和施工方案。而運用以往的工具和計算技術，早已難以保障準確地、及時地處理大量繁瑣的施工技術資料。于是本文著重對虛擬仿真技術在建筑施工的運用進行了研究和探討。
一、虛擬仿真技術的概念
虛擬施工技術（VC）是對實際施工過程的模擬。它運用結構仿真和虛擬現實等技術，在計算機等相關設備的支持下，對施工過程中的物品、人員、財產、施工過程進行逼真演練，以便事先發現施工中可能出現的問題，并采取相應的預防措施，在優化與控制能力、縮短工期、增強施工過程中的決策、減少風險和降低成本等方面均有顯著作用。[1]
二、虛擬施工所需的技術支持
虛擬施工需要眾多學科領域來提供技術支持，主要包括為虛擬現實技術、優化與建模技術、計算機仿真技術以及相關的軟硬件技術。具體情況如下：
2.1虛擬現實技術。它綜合了傳感器技術、計算機圖形技術、顯示技術、計算機仿真技術等眾多學科，它為人機對話提供了更直觀和逼真的三維畫面，而且還可以在多維空間上創建一個虛擬環境，以達到身臨其境的感覺。
2.2建模與優化技術。應用此原理進行工程的設計、規劃、管理、施工時可以綜合全面地考慮在時間、經濟和技術上的最佳方案，實現利益的最大化。優化方法也是虛擬施工中的一個重要技術。建模方法實際上是虛擬施工的另一種支撐技術。虛擬施工的模型包括：設計模型、基礎模型和施工模型三大方面。其中施工模型與工藝參數聯系在一起，以反映設計模型與施工模型間的交互作用。因此，施工模型必須具有以下幾大功能：施工數據表、計算機工藝仿真、施工規劃、物理和數學模型、統計模型等。
2.3計算機仿真技術。在土木工程中仿真技術主要運用在施工技術與管理和結構計算。計算機仿真技術是虛擬施工的最重要部分。在結構工程施工方面，內力仿真分析將直接給工程施工安全提供保障。[2]
2.4軟硬件基礎。虛擬施工技術是數據庫技術、CAD技術與計算機仿真技術、計算機網絡技術、虛擬現實技術、人工智能技術等多種學科技術結合而成的。只有當軟件和硬件同時發揮作用才能使仿真技術得到充分利用。
三、虛擬仿真技術在建筑施工中的應用與現實意義
在建筑施工中虛擬仿真技術的作用不言而喻：首先，它有助于相關管理制度的完善和建筑市場的管理。在招投標時，虛擬仿真技術可以直觀地對投標各方的方法、成效和施工工藝進行比較，從而達到公開、透明、公正、公平的目的。這樣就大幅度減少了不正當行為的出現，對規范建筑市場管理有不可估量的作用。同時，它還能幫助判斷建筑設計的合理性，以便對不合理處進行及時修改，優化設計方案，這對一些重大工程極其重要。因為設計方案畢竟都有一定的局限性，它主要由設計者的知識水平和施工經驗來決定，因此對于同一個施工項目不同的設計師有著不同的方案，這時就需要用到虛擬仿真技術來科學地、直觀展現不同施工方法措施和施工組織的具體效果，以便定量地對各種方案進行對比，真正實現施工方案的優化。運用虛擬施工技術能對整個施工過程進行事先模擬，使技術人員能在施工前最大可能地了解到各個構件在實際工程中的相互關系和相對位置，對施工方案進行相應調整，計算其相應工況應力，對多種施工方法進行實驗分析。這樣對于下面幾個方面將會產生重大的作用：（1）建筑工程施工方案的選擇和優化，我們知道，現在的建筑物因為設計師的不同，所以，基本上每一個建筑都有它自身的風格，這就導致了我們不可能復制建筑工程的施工過程。但是，如果采用施工虛擬仿真技術，我們就可以解決因為在施工經驗的基礎上建立的對于施工組織的選擇和優化以及施工的方法所產生的局限性的問題。同時還可以直接的看到每一種施工組織措施和施工方法相結合時產生的不同的效果。這樣就可以讓我們更直觀的從不同的施工方案中選擇出最適合的施工方法，從而更好的完成施工。（2）施工技術的革新和新技術的引入，對于施工技術人員來說，施工虛擬仿真技術不僅能讓他們更好的發揮出他們的創造性而且還能在成本很低的情況下完成施工新工藝的試驗。這樣，我們不僅降低了其試驗的風險，還能大大的縮短引入和推廣的時間。（3）施工管理，施工管理過程中不可避免的會出現質量、安全等方面的隱患，而施工虛擬仿真技術在模擬施工的過程中就可以讓我們很清楚的看到這些安全隱患，從而在施工過程中能有效的避免或者盡早提出解決方法。（4）安全、生產培訓施工虛擬仿真技術具有實效性、全面性的技術優勢，對操作人員了解操作流程起到了重要作用，保證了施工任務的安全性，同時有效提高施工質量。（5）考察建筑設計的合理性.則也需運用大型工程設計施工虛擬仿真技術，該項技術不僅方便了對需優化部位的修改，更對業主、施工單位、設計單位三方的溝通與設計交底提供了便捷準確的方法。 [3]
四、虛擬仿真技術在建筑施工中存在主要問題：
計算機硬件和仿真軟件本身的發展是仿真技術能否在建筑工程施工領域得以推廣和應用所遇到的主要瓶頸。目前應用虛擬仿真施工系統所面臨的難題有：（1）由于虛擬仿真系統具有需要在較高的專用工作站或實驗室上進行的特點，導致了開發和應用要求的硬件平臺較高，從而導致了企業在自行開發系統的過程中必須投入大量的資金和人力在專用虛擬實驗室的建造以及國外進口設備和軟件的購買上，這勢必影響著企業的資金和人力資源。另外，系統的演示受設備的限制，移動的不方便性都在企業的考慮范圍內。（2）單項工程的開發需要一個方便的開發平臺，這個平臺的提供需要一套面向建筑工程施工的專用集成型軟件系統。由于虛擬仿真系統在工程施工中幾乎沒有集成型軟件，導致了在單項工程進行開發時，需要從國外進口相關軟件平臺作為支撐，再加上工程施工中影響因素較多，以上的種種因素成為了開發一個項目所需成本較高的客觀因素。（3）目前，雖然我國一些大型建筑企業集團已成為開發和應用施工定額軟件、施工管理軟件的主力。他們通過建立自己的設計研究院，為施工企業的技術人才培養創造了條件，而且部分的工程技術人員已具有一定的軟件研發能力和應用水平。但是，無論是施工企業要引進專業軟件人才，還是培養自己的開發骨干，都會給施工企業的開支造成巨大的壓力。[4]
五、總結：隨著虛擬施工技術的進一步發展，虛擬技術在土木工程中的應用將更加深入、普遍，它能大大提高工程管理和施工的效率，保證進度的進展，節約成本，提高安全性，減少工程風險等。在虛擬現實系統的施工組織與管理下，通過建立虛擬模型和虛擬施工過程來實現工程事先模擬，這必定會成為傳統的施工管理的新篇章。
參考文獻
[1]杜曉剛.虛擬仿真技術在建筑施工中的應用分析[J] - 中華民居 - 2011(6)
[2]黃明.虛擬現實技術在建筑施工中的應用 [J] -硅谷2010(8)
1虛擬仿真技術的概念
虛擬仿真技術也叫做模擬技術，是利用計算機系統模擬出另一個系統，可以與人們進行交互，虛擬仿真技術是一種遵循自然界發展規律的高新技術。虛擬仿真技術可以對工程施工方案進行虛擬驗證和優化，極大程度上降低了施工安全事故的發生機率，實現了的建筑工程施工成本的有效控制。虛擬仿真技術具有交互性，而且非常的逼真，它可以結合圖形技術、仿真技術以及傳感技術建立起虛擬的信息空間，進行人性化的模擬仿真互動，虛擬仿真技術是一種對系統動態模型的試驗方法，在建立數字城市、室內設計、建筑工程施工等很多方面都應用的非常廣泛。
2虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用意義
虛擬仿真技術可以對建筑工程的施工過程進行模擬，在工程正式施工之前，就可以對建筑工程結構構件的位置和相對關系進行驗證，準確的計算出建筑工程相關結構的應力情況，以便可以及時的對建筑工程施工方案進行優化。在選擇建筑工程施工方案時，需要有一定的施工經驗，這種優化方式需要建筑工程施工開始之后才能進行優化，具有一定的局限性。應用虛擬仿真技術可以在建筑工程施工之前就展現出施工效果，以便有效的選擇施工方案，實現建筑工程施工的最優化。虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用有助于施工技術的創新，同時縮短了建筑工程的施工周期，降低了建筑工程的施工風險。虛擬仿真技術可以對建筑工程的施工全過程進行模擬，發現建筑工程存在的施工質量問題，同時也幫助施工人員對整個施工流程進行了解，可以保證施工人員的人身安全。虛擬仿真結果可以幫助設計人員對不合理的施工結構進行改進，使這個建筑工程的施工流程更加規范。
3虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用
3.1虛擬仿真施工技術在建筑工程中的應用
虛擬仿真技術可以在虛擬模型上完成建筑工程的虛擬施工，對建筑工程的施工方案合理性進行驗證，確定具體施工環節的進度。傳統建筑工程的施工需要根據設計人員的工作經驗來制定詳細的施工方案，這種根據經驗制定的方案很容易產生施工漏洞，造成建筑工程的施工進度或者施工質量出現問題，施工方案存在一定的局限性。在建筑工程中應用虛擬仿真技術可以提前建立起建筑工程的仿真模型，對設計完成的施工方案進行驗證，尋找施工方案中存在的漏洞，以便制定更加完善的施工方案。建筑工程中應用虛擬仿真技術有效的降低了工程施工的成本，并保證了建筑工程的施工質量。虛擬仿真技術還可以根據施工現場的具體情況，對建筑物周邊的道路、場景等進行渲染處理，并利用計算機對建筑工程的具體環境進行實時交互，也可以深入到整個建筑模型當中，對建筑物的內在環境進行觀察，有利于建筑工程設計人員對建筑圖紙進行有效的修改。設計人員可以感受到自己設計的成果建設完成后的景象，并對建筑結構的相關功能進行檢測，使設計者可以更加精確的了解建筑工程中各個結構部件的位置以及相對關系，使設計人員對建筑工程設計的更加全面，實現了對建筑工程施工過程的全面控制。某建筑工程在施工之前制定了三種圍護結構方案，通過虛擬仿真技術對三種圍護方案的能耗進行分析，最終可以選擇出最佳的節能圍護方案。
3.2虛擬仿真技術在復雜鋼結構施工中的應用
建筑工程中的復雜鋼結構是整個施工過程中最為關鍵的環節，因為建筑鋼結構是單獨的鋼制構件拼接在一起，不同鋼結構的受力情況和承載力都是不同的，在不同的施工階段鋼結構的平衡性也是不同的。鋼結構的特殊性就需要保證安裝過程的嚴謹，一旦鋼結構的設計或者安裝出現差錯，會導致建筑工程的整體受力情況受到影響。鋼結構的精準施工可以實現對建筑工程的施工指導，避免增加無效的施工成本。在對復雜鋼結構進行施工時，僅依靠施工人員的經驗是不可能完成的，但是虛擬仿真技術彌補了復雜鋼結構施工中存在的不足，可以對復雜鋼結構的構件位置進行精準定位，并實現對鋼結構施工的全過程跟蹤，實現施工過程的有效控制，降低建筑工程施工事故的發生機率，有效提高建筑工程的經濟效益。在對復雜鋼結構進行施工時，虛擬仿真技術可以使建筑工程實現最優化施工。
3.3建筑工程施工過程中三維動畫技術的應用
傳統的建筑工程施工，施工進度只能依靠施工人員的經驗進行判斷，不能對施工過程進行針對性指導。而在建筑施工過程中應用三維動畫技術，可以將施工全過程利用高仿真動畫的形式展現出來，并著重體現出施工過程中的重點和難點，使施工人員在建筑工程施工之前就可以了解到施工過程中的每個細節，注意到施工過程中的注意事項。三維動畫技術在虛擬仿真技術中屬于比較低端的技術，可以降低建筑工程的施工成本，避免了建筑工程的重復更改和修理，加快了建筑工程的施工進度，使建筑工程的施工質量得到有效的提升。中央電視臺新址以及上海環球金融中心在施工過程中都應用了三維動畫技術。
3.4模擬仿真技術在建筑工程施工安全中的應用
模擬仿真技術可以實現對建筑施工方案的最優化控制，傳統的施工安全控制不能對施工方案進行優化分析，所以不能發現施工方案中存在的問題，但是通過虛擬仿真技術可以對建筑工程的施工方案進行模擬演練，發現施工過程中可能出現問題的部位，并利用三維動畫技術對問題部位進行動畫演示，以便制定有效的安全預案和相關的應急措施，以便發生安全事故時可以將建筑工程的損失降至最低，避免造成嚴重的施工安全事故。施工人員也可以借助虛擬仿真技術進行安全演練，增加施工人員的安全防護能力，進一步提高了建筑工程的安全水準。
4虛擬仿真技術在建筑工程施工中的實現
在建筑工程施工中應用虛擬仿真技術首先要建立起虛擬場景，并各具各個結構部位的不同特征，建立起相應的細節模型。在所有的細節模型建立完成后，通過內部聯節點將所有的結構部件拼接成一個整體，并將地物造型與原有的地形結構緊密結合在一起，完成整體效果圖的建立。虛擬仿真場景中，為了增加建筑工程虛擬模型的真實感，可以對虛擬模型進行交互設計，通過不同的指令，設計人員可以在模型中進行自由移動。設計人員可以在虛擬方則仿真平臺內對建筑工程相關結構的施工軌跡進行定位，例如在對復雜鋼結構進行施工時，仿真模型可以對吊裝過程進行交互仿真，將各種二維數據全部輸入到三維模型中，實現復雜鋼結構的虛擬施工。這種方法提高了建筑工程施工的可視化效果，使相關施工方案可以更加直觀的表達出來，同時也可以對施工過程中重點位置進行分析，制定針對性的施工措施，有效保證建筑工程施工項目的順利進行，讓建筑工程的技術交底更加全面，促進了建筑工程施工的發展。
5結論
關鍵詞：虛擬仿真技術；房建施工；應用研究
中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：
我國在將虛擬仿真技術應用在房建施工方面，有許多成功的案例，比如中央電視臺新址、上海的環球金融中心以及廣州珠江新城西塔等等。在房建施工中，應用虛擬仿真技術具有很多的優勢，可以對其進行推廣和應用。
1、虛擬仿真技術
虛擬仿真技術指的是人們借助于計算機技術、傳感技術、仿真技術以及多媒體技術等，來研究外界環境感知模型。以往的系統仿真技術很少涉及到這個領域，因此，可以說虛擬仿真技術是一項重大的科技突破。
2、虛擬仿真技術在房建施工中的應用
虛擬施工技術的應用研究：從理論層面上來講，依據相關的要求來將施工設計圖具體的實施，是非常簡單的過程，但是，在實際的施工中，這個過程卻是十分困難的。因為，在具體的施工中，會遇到各種各樣的地質情況，會選擇各種各樣的施工方法，那么在施工的過程中，必然會遇到一些突發的事情。在以往，我們遇到困難的時候，總是依靠施工經驗來進行解決，優化施工方法和施工組織，但是施工經驗會有一定的局限存在，那么在局限的經驗下指導施工，就很可能出現一些失誤。特別是隨著建筑風格和結構的多樣化，這種全新的建筑是沒有經驗可循的，如果依然走過去那種老路，就會產生很多的問題，施工的質量和施工的安全得不到保證，此外，還會增加施工成本和能源資源消耗。
在建筑施工中應用虛擬施工技術，就可以有效的解決這些問題；利用虛擬施工技術，可以依據相關的工程情況來建立幾何模型，有著高度的仿真性和交互性。工作人員可以依據相關的要求來進行模擬施工，在施工中尋找最為合適的方法和手段。相對于傳統的方法，這種方法可以有效的降低施工成本，縮短工期，并且還可以有效的提升施工質量。目前，很多的企業都開始應用虛擬施工技術，他們只需要建立一個三維模型，可視化模擬施工的全過程，在實際施工之前，就可以對各種構件的關系和位置進行準確的把握，這樣施工安全控制參數就可以依據比對來有效地的出來。
仿真技術在建筑施工中的應用研究：在建筑施工中應用仿真技術，主要的作用就是讓虛擬的建筑物更加的真實。應用仿真技術，可以讓建筑物周圍環境的外景十分逼真。只需要按照設計圖紙的樣本來進行建筑物的施工，就可以建模渲染建筑物和周圍的各種元素，比如周圍的建筑、場景和道路等等。在仿真場景中，任何一個物體的高度都和現實中一樣，并且有靜有動，有著十分強烈的真實感，讓人仿佛身臨其境。設計人員要想體驗其中，只需要從多個角度來觀察仿真環境即可。目前，在很多的建筑中都應用了這種仿真技術，并且取得了不錯的效果。
虛擬仿真技術在復雜空間鋼結構施工中的應用：現代建筑中鋼結構施工十分常見，它非常重要，并且十分復雜；它的復雜性指的是鋼結構并不是一下子完成的，需要一個部分一個部分來進行，在不同的施工階段，會有著不同的結構形態、受力特性、邊界條件和負載情況，那么下一個環節施工的時候，平衡狀況可能就達不到相應的要求。并且，再接著進行下一個階段的施工時，新的平衡又會產生。也就是說，接下來的每一個階段都需要重新尋找平衡。要想保證這么復雜的工程質量，就需要在實施的過程中認真的把握每一個微小細節，對所有的因素進行綜合的考慮。鋼結構工程對建筑整體十分的重要，如果在這個工程的施工分析中出現了問題，那么就不能有效的指導具體的施工，從而增加資源浪費和施工成本，還有可能導致一些重大安全事故的發生。如果依然采用的是傳統的施工方法和經驗，那么就不能保證這個工程的質量，針對這種情況，就可以采用虛擬仿真技術；通過實踐研究證明，在工程施工中采用虛擬仿真技術，可以全程跟蹤分析復雜的空間鋼結構施工，這樣比較危險的階段就可以及時的找出來，從而采取一系列的措施來進行控制和防范，降低事故發生的幾率。
虛擬仿真的三維動畫在施工中的應用：在以往，分析研究工程進度的時候，依據的是主觀的判斷和經驗，這樣研究出來的結果也不具備指導意義，因為它沒有足夠的科學性。而在建筑施工中應用了虛擬仿真技術中的三維動畫，就可以科學合理的分析施工的全過程。采用虛擬仿真技術的三維動畫，可以詳細的表現出施工過程中的每一個細節；那么設計員、業主和專家就可以迅速的找到工程施工中的一些重難點、關鍵環節以及注意事項等等；并且依據具體的需要來及時的調整和修改施工方案。虛擬仿真技術不需要投入大量的資金，也沒有很大的難度，因此，可以進行積極的推廣和應用。
虛擬仿真技術在施工安全方面的應用：主要體現在兩個方面，一是可以實現施工安全控制方案的最優化；如果采用傳統的模式，很可能會遺漏一些安全隱患；而采用虛擬仿真技術就不會出現這個問題，因為它可以模擬演練各種各樣的施工安全管理方案，對演練效果進行分析，采用科學的手段來綜合比較施工中不安全的人、物以及可能存在的一些安全隱患等等，制定出合理的施工方案，既能夠減小安全事故發生幾率，又可以保證工程施工的質量。二是可以實現安全預防和演練的最優化，首先依據虛擬仿真模擬，工程師就可以及時發現一些可能存在安全隱患的環節和部位，并且，三維動態仿真模型的建立，也可以起到協助的作用，總結本次現場模擬的分析和演示結果，避免日后發生類似的事故；其次，緊急逃生可以用三維動態仿真模型來進行有效的模擬，現場人員可以依據在模型中出現的建筑物事故模型，來充分的了解并且有效的選擇事故發生現場的應急措施、自救方式以及逃生路線，從而在很大程度上降低事故所造成的損失。
3、結語
通過大量的實踐研究表明，在建筑施工中應用虛擬仿真技術，可以有效的控制施工成本和安全風險，提高施工質量。隨著時代的發展和社會經濟的進步，虛擬仿真技術的應用范圍將會越來越廣。本文簡要分析了虛擬仿真技術在房建施工中的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。
參考文獻：
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[2]范振學.淺談虛擬仿真技術在建筑施工中的應用[J].城市建設理論研究，2013,2（4）：87-89.
【關鍵詞】虛擬仿真技術；建筑施工；應用研究
【中圖分類號】V448.15+3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158（2012）08—0168-01
隨著現代科學技術的飛速發展，虛擬技術和仿真技術逐漸開始了有機整合，成功運用在了建筑工程的設計與施工中，并且完全改變了傳統模式下的建筑設計和施工。究竟虛擬仿真技術是什么，它又是如何應用于建筑施工中，這些都是本文接下來會探討的話題。
一、虛擬仿真技術概述
傳統的仿真技術不能夠模擬出人對于外界情況的感知，而虛擬仿真技術涉及到了關于仿真人的感知模型。虛擬仿真技術是在多媒體技術、傳感技術、仿真技術以及計算機技術快速發展的基礎上，虛擬技術與仿真技術有機結合的產物。虛擬技術與仿真技術完美結合在了一起，則能利用虛擬的現實技術建立與試驗仿真的模擬模型，將仿真的過程和結果通過可視化、圖像化的方式呈現出來，強有力地推動了仿真技術的高速發展。虛擬仿真技術具有四個基本特性，包括沉浸性、交互性、虛幻性與逼真性，這些特性在虛擬仿真技術中得到了有效的體現，同時也提升了虛擬仿真技術在仿真技術領域的競爭力。
二、虛擬仿真技術在建筑施工中的應用研究分析
虛擬仿真技術在現代建筑施工中的應用越來越普遍，意義也越重大。本文將從以下幾個方面展開虛擬仿真技術在建筑施工中的應用研究分析：
（一）虛擬施工技術的應用研究
從一定層面上講，建筑施工過程實際上就是把施工的設計圖轉化為實物的—個過程，只是這個“轉化”的含義及意義都非常重大。傳統的施工方法與方式太多，容易跟著實際情況產生變化，而且從圖紙的設計到具體的施工環節，一般都很難按照原計劃設計的圖紙進行。此外，傳統的施工技術為了確保施工順利完成，一般總是憑借經驗實施工程，然而某些經驗往往會給施工帶來決定性的失誤。當前，大部分的建筑工程采用了全新結構，傳統的施工技術已經無法適應當下復雜的施工條件，因此轉變施工技術才是重點。虛擬施工技術應用于建筑施工中，能夠改善傳統技術下的盲目、主觀與隨意，能最大化地提高工程的質量，減少成本、耗材，提高施工的安全。利用虛擬施工技術的交互性和高度仿真性，可以建立施工設計的幾何模型，建筑施工的相關人員能夠根據所需進行施工的虛擬試驗，從而篩選出最佳的設計方式。
（二）仿真技術的應用研究
仿真系統是虛擬仿真技術的基礎之一，它能夠仿真虛擬建筑物施工周圍環境的外景，并且效果非常良好。通過仿真系統，可以將設計圖紙上的建筑物進行詳細建模，并能對建筑物周圍的相關環境因素如道路、休閑場景等進行建模。相關的設計人員與業主可以從不同的視角觀察仿真系統建模下的建筑物，也可以通過不同的入口走進虛擬建筑物中，還可以邊走邊看，相當于一次賞心悅目的漫游，并且還能通過鼠標與這個虛擬仿真建筑進行實時交互。在虛擬場景中，每一個物體都與實體之間有著高度仿真效果，其中還有聲音與動作等仿真特效，這就使得虛擬場景有著很強的真實感，讓人有種身臨其境之感。
（三）虛擬仿真技術在復雜空間的鋼結構施工中的應用研究
在某些建筑施工中，存在著復雜空間鋼結構施工，它是從一個部分逐漸到整體的完善過程，因此耗時，同時必須注意細節。復雜空間鋼結構的不同施工階段，其負載情況、結構的形態、受力特性以及邊界條件都不相同。在一個階段施工完成之后，暫時會處于一種平衡狀態，但是進行下一階段施工時，原有的平衡就會被打破，只有新的階段完成，才能再次實現平衡。復雜空間鋼結構的施工是一個平衡不斷被打破繼而又保持平衡的過程，在處理過程中顯得有些復雜，受力的因素也比較多，加之使用的施工方法不同，往往無法有效進行施工的指導。大量實踐證明，事故頻繁的高峰期往往就在施工階段，若處理不慎，極易釀成大禍。以往的施工過程中缺乏對施工的分析或者分析不夠詳細，致使施工中總是出現施工安全問題，而如今有了虛擬仿真技術，它可以對復雜空間鋼結構進行全程跟蹤，及時找出施工中哪個階段會是最危險的，然后加以控制。
（四）虛擬仿真三維動畫在施工中的應用研究
虛擬仿真技術三維動畫的出現，打破了傳統施工只能依靠經驗分析施工過程的模式，為現代化的建筑施工提供了一個便捷有效的分析手段。通過三維動畫對施工過程進行分析，專家、施工的技術人員以及業主就能對施工全過程甚至是每一個細節都能清除了解。此外，工程中會遇到的重難點以及關鍵環節，都可以通過仿真技術以三維動畫的形式展現出來，而且還可以根據業主的所需進行合適的調整，并及時修改原有的施工方案。目前，這種手段已經成功運用在了一些大型、重要的建筑中，比如中央電視臺的新址、上海環球金融中心、珠江新城西塔等，它的成功吸引了越來越多社會業界的關注。
（五）虛擬仿真技術在施工安全方面的應用研究
安全，不論在什么時代，都是必須保障的主題之一。傳統建筑模式下，很難預見安全隱患，但是虛擬技術的應用，能讓安全隱患一目了然。
1、進行施工安全控制的方案優化
在建筑工程施工分析中，如果采用虛擬仿真技術進行分析，可以發現很多傳統模式下無法發現的隱患，同時也能夠對不同類型的施工安全控制方案進行相應的模擬演練，并進行比較，最終確定出—個最佳的方案，實現安全控制方案同相關的成本控制、資金預算、損耗控制等方面的最大化。
2、實現安全演練與預防的最優化
實現安全演練與預防的最優化可以從以下三個方面進行：其一，工作經驗豐富的工程師要充分去了解容易出現隱患和發生事故的工程環節，利用虛擬仿真技術建立三維動態仿真模型，為類似事故的發生提前做好預防；其二，應該進行緊急逃生演練的模擬，通過模擬演練，訓練現場工作人員的自救能力、逃生路線的抉擇以及應急行動的實施；其三，還能做好安全教育，比如通過事故過程模擬，讓大家感受事故，預先做好安全防范。
三、結語
從目前來看，虛擬仿真技術在建筑施工中越來越普遍，這大大地降低了施工安全隱患、控制了施工的成本，同時也實現了施工控制的最優化。我們應該繼續探索虛擬仿真技術在建筑工程中的應用，以便更好的讓其為社會主義現代化服務。
參考文獻
[1]杜曉剛.虛擬仿真技術在建筑施工中的應用分析[J].中華民居，2011，（6）：161-162
關鍵字：虛擬仿真技術；建筑施工；應用
中途分類號：TU7 文獻標識碼：A
系統仿真是以多種學科理論為基礎，以計算機及其軟件為工具進行試驗研究的理論和方法論體系。仿真技術顧名思義，是把自然界中的物理現象通過一定的物理和數學模型在計算機上模擬來得到實際場變量的分析，有助于預知關心的物理現象。簡單的說，仿真技術是對系統模型的一種試驗技術(是對系統動態模型的一種實驗手段)，在安全性和經濟性方面有較大的優越性。
一、虛擬仿真技術的應用現狀
目前，虛擬現實技術在國際上是一個熱門研究課題，其應用已取得引人注目的成效，在國內也引起了廣泛的重視。當人們需要構造當前不存在的環境、人類不可能到達的環境或構造虛擬環境以代替耗資巨大的現實環境時，虛擬現實技術是必不可少的。隨著計算機硬件、軟件技術的發展以及人們越來越認識到它的重要作用，虛擬仿真技術在各行各業都得到了不同程度的發展，并且越來越顯示出廣闊的應用前景。虛擬現實的廣泛應用前景使之成為目前最具影響力的技術之一。軍事領域、航天技術、建筑設計、工業設計、教育培訓、醫學領域、石油化工等等，虛擬戰場、虛擬城市、甚至“數字地球”，無一不是虛擬技術的應用。虛擬仿真技術將使眾多傳統行業和產業發生革命性的改變。虛擬仿真技術在建筑方面的應用主要有：大型建筑先期演示和論證；建筑設計領域；結構工程領域(工程結構分析、巖土工程分析)；房地產展示領域(全方位的數字化沙盤、數字化投標領域、房地產展示、施工流程的數字化模擬)。本文主要闡述虛擬仿真技術在建筑施工中的應用。
二、虛擬仿真技術在建筑施工中的應用方式
（一）用當前流行的三維動畫軟件3DS MAX、虛擬現實軟件3DVRI、多媒體編排軟件NeoBook、編程工具C#來實現模擬施工和虛擬建筑場景漫游。
3DVRI制作出來的虛擬仿真系統主要功能有：全方位互動漫游功能；即時輸出功能；數據實時查詢及修改功能；語音定位功能；導航圖功能。
事先用3DSMAX軟件做好建筑場景及主體的3D模型以及各施工模塊的3D模型，然后用3DVRI虛擬現實軟件對動畫場景進行處理轉換為3DVRI實時三維系統，最后用NeoBook軟件在3DVRI實時三維系統中按照需求寫入不同的指令，為實時三維系統添加交互功能，可以利用專業編程工具如C#等軟件對實時三維系統中的模型及動畫進行精確控制，并可編寫更復雜的交互功能程序，最終為可獨立運行的3DVRI施工模擬虛擬現實系統。此方案對于多種施工方案的展示、施工工序的編排比較有用，但無法對于施工方案進行預見性的模擬。
（二）用專業的建筑虛擬現實軟件(如奔特力Bentley、Multigen、Veger等)，結合部分編程技術，實現具有較強人機交互能力、模擬建筑施工過程，以選擇合理的設計方案以及合理的施工方案。
本方案更為專業和智能，能預見性地發現施工方案中的不足，便于指導施工，可以有效地提高施工水平、消除施工隱患、防止施工事故、減少施工成本與時間。此方案的軟件購置費用比較高。
比較著名的是英國Bentley建筑工程系列軟件公司提供的系列建筑仿真軟件，目前已經在中國建筑、工程以及建造領域得到一些應用，主要在各建筑設計院使用，在施工中企業的應用還屬于起步階段。Bentley工程軟件系統公司首席執行官Greg Bentley宣布了兩項新的中國計劃，以支持中國的大規?；ㄍ顿Y。首先，Bentley亞洲總部將進駐北京，為中國的基建領域提供全面配套的軟件產品；其次，即將啟動的Bentley Power計劃，使中國用戶可在初期免費注冊專業的計算機輔助制圖／設計(CADD)軟件服務。
三、建筑施工中應用虛擬仿真系統的意義
（一）建筑工程施工方案的選擇和優化。
建筑工程施工的施工方法及施工組織的選擇和優化主要是建立在施工經驗的基礎上，存在一定局限性。同時，現代建筑基本都具有鮮明的個性，建筑工程施工成為不可完全重復的過程。使用施工虛擬仿真技術將可以直觀、科學地展示不同施工方法和施工組織措施的效果，可以定量地完成方案的對比，有助于施工方案的選擇和優化，真正實現最優施工。
（二）施工技術革新和新技術引入。
施工虛擬仿真技術一方面能使廣大施工技術人員低成本地試驗施工新工藝和革新思路，有助于創造性的充分發揮，同時能真切展示新技術的成效，縮短建筑業新技術的引入期和推廣期，降低新技術、新工藝的實驗風險。
（三）施工管理
施工虛擬仿真技術能事先模擬施工全過程，能提前發現施工管理中質量、安全等方面存在的隱患，因而可以采取有效的預防和強化措施，提高工程施工質量和施工現場管理效果。
（四）安全、生產培訓
施工虛擬仿真技術能實時、直觀地顯示施工過程的實際情況，有助于操作人員全面了解操作流程，優質安全地完成施工任務。
（五）大型工程設計
施工虛擬仿真技術可以考察建筑設計是否合理，可以方便地對擬改進部位進行修改，從而得到滿意的設計結果。設計的仿真也有利于設計單位與業主、施工單位進行設計交底。
（六）建筑市場管理
施工虛擬技術在招投標過程中能直觀對比各方的施工方法和成效，增加評標的透明度和公正性，有利于建筑市場的規范管理。
（七）其它方面
開發施工虛擬仿真技術必然帶動虛擬現實技術廣泛地應用于建筑業其它方面，帶動以下幾方面的進步：城市和市政規劃的優化；投資者的投資意圖及市場推銷；建筑機械設計；仿真和虛擬現實技術。
四、總結：
總而言之，隨著信息技術的高速發展，各種新型技術都已經開始投入實踐。建筑業也必須敢于創新，勇于嘗試，這是建筑行業發展自身、壯大自身并適應時展的唯一途徑。
參考文獻：
