虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究

虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究

孙立雷

关键字：虚拟仿真技术；建筑施工；应用研究

1.虚拟仿真技术相关性知识简要介绍

在传统的系统仿真技术当中，很少有关仿真人的感知模型。换句话说，就是辨识无法模拟人对外界的感知状况。近年来，随着信息科学技术高速的发展势态。有研究者对人对外界环境感知模型进行了研究。对于虚拟仿真技术，主要是通过虚拟现实技术的应用，进而构建出仿真模型与模拟实验，最终让仿真过程与结果能够实现图像化、视频化，使仿真系统更具优化性，例如：实时交互、属性提取以及三维动画等。显然，虚拟仿真技术的出现在很大程度上推进了仿真技术的发展，同时也使虚拟现实技术更具有效性与科学性。

2虚拟仿真技术在建筑施工中的应用

2.1虚拟施工技术的应用

2.1.1指导标准化工程建设

传统的建筑工地通常人们飞扬的尘土、噪声刺耳、工地安全无法保证的现象。技术可以有效解决这些问题，营造良好的施工环境。

具有可视化特点。现有施工中，施工现场各专业作业时间和的界面的交错，造成各专业物料交错，施工现场脏、乱、差，容易存在安全隐患。的视觉识别系统可以对施工现场的总平面图和项目实地环境进行数据测量，同时对测量后的数据进行分析，之后利用模型对施工现场规划布置进行指导。由于虚拟施工技术模型表现的是施工现场的实际情况，模型创建后，可以根据进度安排和各专业施工工作的交错关系，通过软件平台，进行4D的施工模拟。在施工现场管理中，虚拟施工技术可以合理规划出物料的进场时间，并规划出取料路径，还可以具有针对性地对临时用水用电位置进行合理布置，使施工现场井然有序，为提高施工效率提供了技术支持。现场施工中，常常会出现临时的施工顺序变动，或者工种间在时间上的拖延，虚拟施工技术不仅可以在前提对施工现场的各个工种的施工时间进行规划，同时也可以根据信息模型对施工现场情况进行实时分析调整，对现场情况的模拟，并且编写安全管理措施。在施工过程的管理中，脚手架可视化技术交底是施工过程中不可或缺的支撑体系，脚手架搭设的质量问题，关系着工人的生命安全。虚拟施工技术可以根据施工现场实际情况，同时根据脚手架施工规范，建立脚手架三维模型，为工程建设提供可视化的与工程项目同步的脚手架技术交底方案。方案中规定了选用标准的构件，按照模型搭设，保证了安全性的同时也为工人施工提供了较大的方便。

2.1.2虚拟施工技术指导主体结构

建筑工程中，主体施工阶段周期长，投入的人力、物力成本也最多，主体工程的质量控制也是建筑整个生命周期的关键。在主体施工阶段，实现精细化管理，节约成本，是施工企业期待解决的主要问题。应用虚拟施工技术可以检测出图纸错误和碰撞，协助施工人员审验图纸，共发现结我们对主体施工阶段按工艺和操作流程，利用虚拟施工技术构建建筑施工过程中与实际工程进度相同的生长动画，在主体施工过程中，虚拟施工技术系统建立起来的完整的信息模型，可以非常便捷地进行图纸查询和检修，有利于及时解决突发事故。它进行的主体施工进度的模拟，对有效地掌握主体施工进度，指导施工过程中各专业之间进行有序交叉作业，大大提高了工作效率，有效缩短了工期。

2.1.3虚拟施工技术有效控制建筑成本

在建筑工程进入二次结构施工阶段时候，砌体工程是一项重点工工程，砌体工程中施工损耗大，容易增加建筑成本。虚拟施工技术可以对砌体工程进行模型的搭建，同时进行了深化设计，设计出砌体工程的施工图纸，虚拟施工技术可以把每块砖的形状尺寸，都一目了然地呈现在图纸中，在施工过程中，可以根据每块不规格砖都按照尺寸进行提前加工，提高了砖的利用率，降低了材料损耗，有效控制建筑成本。

2.2仿真技术在建筑施工中的应用

在虚拟仿真技术中，仿真系统可以用来进行施工环境的仿真模拟。利用仿真技术，可以按照设计图纸进行施工周围环境的建筑、场景、道路等实物的建模渲染。而设计人员既可以从不同的角度进行模型的观察，也可以从不同的入口在虚拟建筑物中边走边看，并利用鼠标等工具与虚拟仿真模型进行实时交互。而在虚拟仿真的场景中，所有物体都和实体高度相似。同时，声音仿真、动作仿真等特效，也可以使场景具有强烈的真实感，进而使设计人员具有身临其境的感受。另外，漫游中的碰撞检测功能的实现，也可以使场景中的实体进行现实生活中的各种状况的真实反映。所以，仿真技术的应用，可以对施工过程进行模拟，从而使设计者了解各种建筑构件在建筑施工中的相对位置和关系，进而进行多种施工方法的试验。因此，利用仿真技术，可以更好的完成对工程施工过程的控制。

2.3虚拟仿真技术在复杂空间钢结构施工中的应用

基于现代建筑当中，钢结构施工属于非常复杂的工程之一。透过它的复杂特性，可知因为它的整个完成过程是从一部分至一个完全整体的构建，并且在不同施工阶段之后，其结构形态还有边界条件都具备不一样的特点。因此，在落实下一个工程的工作时难以达到平衡。虽然钢结构安装过程极具复杂性，但是在整体工程中取到了至关重要的作用。这方面的工程一旦没有充分落实，那么无论是在成本方面，还是在安全事故方面，均会带来消极的后果。在这一系列的问题下，基于复杂空间钢结构施工中虚拟仿真技术的应用便发挥出了重要作用。将虚拟仿真技术充分利用，能够对复杂的空间钢结构施工进行全方面跟踪，并进行准确的分析，进一步找出存在风险的阶段，最后针对风险阶段采取有效的防范措施。这样便很好地规避了安全事故的发生，使施工全过程更具效性与安全性。

2.4三维动画技术在施工中的应用

虚拟仿真技术中，三维动画技术的应用可以完成对施工全程的分析。利用三维动画技术，可以将工程施工中的重点、难点和注意事项等内容以高仿真的动画形式展现出来，从而使施工技术人员掌握施工全过程的每个细节，进而进行施工方案的修改和调整。另外，由于该技术是计算机仿真技术中难度较低的应用技术，所以可以减少资金的投入，进而有利于进行虚拟仿真技术的推广。因此，近几年来，该技术在很多地区的建筑施工中得到了广泛的应用，并取得了良好的应用效果，进而引发了人们对虚拟仿真技术的关注。

2.5虚拟仿真技术在施工安全控制方面的应用

在建筑施工的过程中，施工的安全问题是建筑施工的最重要的工作。因为一旦出现了安全事故，不仅会给施工造成一定的损失，还会导致施工难以进行下去。而利用虚拟仿真技术，则可以很好的进行施工安全的控制。一方面，利用虚拟仿真技术进行施工管理方案的演练，可以进行不同的施工管理方案的比较，进而进行人或物的不安全状态的比较分析，并对环境隐患和组织管理不力等因素进行综合的分析。而这样一来，施工技术人员就可以进行最佳方案的选择，进而使施工的安全隐患得以消除。另一方面，利用虚拟仿真技术可以进行安全事故发生过程的动态仿真模拟，进而帮助施工技术人员了解施工过程中的安全隐患容易出现的部位。另外，利用虚拟仿真技术可以进行紧急逃生的演练，进而降低事故发生造成的损失。

参考文献：

[1]郑亚文.虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究[J].施工技术,2009,

[2]赵能.虚拟仿真技术在建筑设计中的应用研究[D].长沙理工大学,2009.