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摘要：随着科学技术的发展，虚拟仿真技术水平有了迅速的提高，并且在建筑施工工作中虚拟仿真技术的使用越来越多，虚拟仿真技术在实际工程中可以帮助施工人员及时发现施工过程中存在的问题，并且施工人员通过使用虚拟仿真技术的虚拟检测方法来实现建筑成本的控制，提高工程施工的安全性。本文对虚拟仿真的技术在建筑工程中的应用情况进行了分析，希望能够使人们对虚拟仿真技术有更进一步的了解。
关键词：虚拟仿真技术；建筑施工；应用
引言
在近些年，系统虚拟仿真技术有了较大的发展，并且已经被应用到实际建筑工程的施工环节中，但是，系统虚拟仿真技术也存在一定的弊端，该技术不能使人们真正地感知到具体的实物模型，降低了人们的感知情况。近几年虚拟仿真技术发展速度较快，已经能够实现建立仿真模型和进行相关模拟试验，大大增加了仿真技术的图像化和可视化水平，使仿真技术能够有更大的推广性，实现施工过程中虚拟仿真技术的正常使用。
一、虚拟仿真技术的概念
虚拟仿真技术涉及了计算机图形技术、计算机仿真技术以及显示技术等多项技术，虚拟仿真技术的使用为人机交互对话提供了技术支持，为人机交流三维界面的建立奠定了基础，让使用者能够有一个身临其境的感觉。虚拟仿真技术不但具有仿真技术的优势而且还能达到一定的真实效果，在很多领域都有应用，在一些建筑工程项目的施工中也体现了虚拟仿真技术的使用。虚拟仿真技术能够帮助工作人员构建系统的动态模型，增加了工程项目的安全性能和经济性能，虚拟仿真技术能实现仿真技术和虚拟现实技术的有机结合，大大增加了建筑施工过程的可视化、图像化水平，真正地实现三维的、系统的、动态的仿真效果，提高人们对整个建筑工程的理解能力，在某种程度上能够提高建筑施工工作中虚拟仿真技术的使用情况，增加虚拟仿真技术的生动性。可见虚拟仿真技术对于整个建筑工程项目的施工工作具有重要影响。仿真系统主要是由外景仿真、吊装仿真以及应力和变形分析这三个部分组成。
（一）外景仿真
在完成建筑施工之前施工人员可以利用虚拟仿真技术对建筑建成后的环境进行仿真建模，这项工作主要是根据设计图纸来制作相关的模型，在模型中要将工程附近的建筑、道路、场景等建筑环境详细地表现出来，并且利用专业技术对模型进行渲染，增加模型的生动性。虚拟仿真系统能表现多个不同的观察角和漫游方式，人们在使用虚拟仿真技术时就可以实现在生动的场景中自由漫游，虚拟仿真系统还可以把海洋效果、声音效果等多个特效加入的模型场景中增加模型的真实感，让使用者有身临其境的感觉。
（二）吊装仿真
吊装仿真工作时整个虚拟仿真系统的重点和核心，钢结构要实现多个构件的组装、吊装，在进行钢结构施工时，可以提前利用虚拟仿真技术建立相关的模型，在模型中完成钢构件的吊装和装配工作，在虚拟仿真系统中可以完成多种吊装方案的实验和优化工作，可以同时实现多个方案的比较，从中选出最适合的施工方案，促进工程质量的提高。
有的建筑钢结构数量较多、钢构件的规格多种多样、分布广泛，在制定施工方案时就可以根据施工企业的实际情况来选择多台施工机械共同作业，这样既能增加工作效率还能保证工程的施工质量。当使用多台施工机械时，施工人员要严格按照构件的吊装方法进行作业，整个吊装要按照规范中的先后顺序进行，并利用虚拟仿真技术进行虚拟吊装、试验，对发现的问题及时采取相关措施进行解决，在虚拟仿真系统中不断完善整个施工方案。
（三）应力和变形分析
这项工作主要包含了桅杆起重机各个部件的应力分析和典型厚板的焊接过程分析这两部分内容。
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1、桅杆起重机各个部件的应力分析
专业人员具有专业的分析软件能够对桅杆起重机的各个部件进行动态的应力分析，在软件中能够详细地表示出各个部件的受力参数，并进行相关计算，帮助工作人员制定科学的方案。
2、对典型厚板的焊接过程分析
工作人员要结合工程的具体情况来选择典型的箱型界面焊接过程进行分析，要采用三维有限元竖直模拟的方法进行分析计算。通过建立相关的模型对模型进行连续计算，从而获得所选界面的相关有效数据。
二、虚拟仿真技术在建筑施工中使用的意义
在建筑工程的施工环节中使用虚拟仿真技术可以对施工方案进行选择，确保所选择的施工方案是最合理的，为建筑工程的施工质量提供保证，也在一定程度上促进了新技术、新工艺在建筑施工过程中的应用。建筑施工方案的选择直接与施工的科学性、合理性相互关联，选择较好的施工方案能够提高施工效率、降低施工成本，还能保证建筑施工的进度和质量。虚拟仿真技术的使用能够帮助施工单位的工作人员选择合适的建筑施工方案，促进施工质量的提高。通过使用虚拟仿真技术工作人员能够实现复杂施工技术的仿真模拟，增加施工方法的科学性和可视性，进而做出正确的方案选择决定。其次，工作人员可以使用虚拟仿真技术模拟整个建筑的施工过程，发现施工过程中可能出现的问题，并且及时采取措施来预防这些问题的发生。虚拟仿真技术在建筑施工环节的应用在一定程度上能够提高施工人员的学习能力，促进他们使用新技术、新工艺，并且能够激发工作人员的创造热情，提高施工企业的整体实力。总之，虚拟仿真技术的使用会提高建筑施工的效率和质量。
三、建筑施工过程中虚拟仿真技术的使用
（一）建筑工程中虚拟仿真技术的使用
建筑工作人员通过使用虚拟仿真技术建立相应的虚拟模型，先在模型上进行工程虚拟施工，验证整个施工方案的可行性、合理性，并且制定合适的施工计划。在传统的建筑工程施工中，建筑施工方案主要的制定依据就是施工人员的施工经验，这种情况下制定的施工方案具有一定的局限性并且存在很大的漏洞，会影响建筑工程的进度和施工质量。建筑企业引进虚拟仿真技术后可以在正式施工前建立具体的工程仿真模型，通过仿真模型来验证制定的方案的合理性，分析整个工程的施工过程，寻找施工方案中存在的问题，将发现的问题同设计人员进行交流，促进施工方案的完善。在建筑工程中使用虚拟仿真技术能够使建筑工程的施工成本进一步降低，进一步提高建筑工程的施工质量。
虚拟仿真技术可以针对具体的建筑工程情况，对工程所在位置的周边建筑、道路和其他场景进行渲染，工作人员可以通过计算机技术来实现人机交互工作，实现环境的观察，帮助建筑工程的设计人员对设计图纸进行审核、修改。设计人员可以根据自己的设计素质来对自己的设计成果进行预测，能够通过设计图纸看到工程完成后的状况，并且能够检测建筑结构的相关功能，从而更加全面地了解建筑工程的各个结构部件的安装位置和相对关系，对建筑工程的施工过程进行全面控制。
（二）钢结构建筑施工中虚拟仿真技术的使用
钢结构是我国目前的建筑工程常用建筑结构之一，钢结构的施工工作是建筑工程施工中最重要的环节。建筑钢结构是将各个单独的钢构件以一定方式进行连接，这些钢构件的受力情况不同，并且所具有的承载力也各不相同，在不同的施工阶段钢结构具有的平衡性能也各不相同。钢结构的特殊性要求施工人们必须保证钢结构安装的严谨性，设计人员要对钢结构进行精确设计并绘制相关的设计图纸，施工人员只需要按照国家规范和设计图纸进行钢结构的安装，保证钢结构的安装不会对建筑工程的质量产生影响。在建筑施工现场施工人员要保证钢结构的精准安装，避免由于钢结构的安装工作而导致施工成本增加。施工人员在进行施工时，不能仅仅根据自己的施工经验来进行钢结构的施工，需要根据有关资料来准确找到钢结构的位置，并且全程地、动态地对建筑结构的施工过程进行监督管理，有效控制建筑的实施过程，降低施工过程中安全事故发生的几率，促进施工企业综合效益的提高，工作人员可以使用虚拟仿真技术来对钢结构进行模拟、计算，促进建筑工程质量的提高。
（三）三维动画技术在建筑工程项目中的使用
传统的建筑工程施工过程中是凭借施工人员的施工经验来把握具体的工程施工进度，并不能针对具体的施工过程采用有针对性的建议。三维动画在建筑施工过程中的应用，工作人员可以利用三维动画技术把整个施工过程做成高仿真的建筑动画，在制作的动画中，工作人员可以把施工过程中的重点和难点进行标记，这样施工人员在观看演示动画时就可以全面把控施工过程中的每个施工工序，并且注意到动画制作人员标记的施工重难点，促进工程施工工作效率的提高。三维动画技术是虚拟仿真技术的重要组成部分，而且是虚拟仿真技术中比价容易掌握的技术之一，在建筑工程的施工过程中使用三维动画技术可以提高建筑工程施工工作的效率，能够增加建筑施工过程的可视性，避免施工方案的反复修改，极大地节省了施工时间，提高了工程施工速度，在某种程度上能够促进建筑工程施工质量的提高，并且我国有很多像上海环球金融中心一样的建筑施工过程中都已经使用了三维动画技术。
（四）在建筑工程施工安全中模拟仿真技术的应用
模拟仿真技术能有效地控制建筑施工方案的质量，弥补传统施工方法不能进行施工方案优化分析的缺点，帮助施工方案制作人员能及时发现制定的施工方案中存在的问题，并且采取措施及时解决发现的问题。工作人员可以利用模拟仿真技术制作相关模型，通过模型来演练整个建筑的施工过程，在模拟环节工作人员看出施工过程中潜在的问题，并且与方案制作人员及时商讨，采用专业措施避免这些问题的发生。在模拟施工关键节点时，工作人员可以针对具体的建筑工程制作相应的建筑三维动画，建筑三维动画要着重对容易发生问题的部位进行演示说明，这项工作能帮助工作人们针对出现的问题制定有效预案和相关应急措施，一旦施工过程中发现任何安全事故，工作人员可以及时实施安全预案，最大程度地降低建筑企业的损失。施工人员也可以利用模拟仿真技术进行施工过程中的安全演练，提高施工人员的自我保护能力，促进建筑企业安全生产能力的提高。
结语
综上所述，近几年科学技术发展水平迅速提高，虚拟仿真技术在建筑工程中的应用也越来越广泛，这也从侧面推动了虚拟仿真技术的发展，帮助建筑施工技术取得提高。我国的很多建筑工程在施工环节已经使用了虚拟仿真技术，经过这些工程项目的实践，证明了虚拟反震技术的使用能够降低施工环节出现问题的频率，最大程度地控制整个建筑的施工成本，进而实现建筑施工过程的有效控制。建筑施工人员通过使用虚拟仿真技术能够更加了解自己的工作内容与工作性质，而且虚拟仿真技术能够帮助施工人员对整个建筑施工过程有个全面地把握，促进建筑施工质量的提高，实现建筑施工企业的健康发展。
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论文作者:楼春新,俞宝达,章烽
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/1
标签：仿真技术论文; 建筑论文; 建筑施工论文; 建筑工程论文; 钢结构论文; 模型论文; 施工方案论文; 《基层建设》2016年9期论文;