虚拟仿真技术在建筑工程中的应用探析

虚拟仿真技术在建筑工程中的应用探析

傅仡彬

浙江天政工程咨询有限公司，浙江 宁波 315800

摘要：受到科学技术快速发展的积极影响，模拟仿真技术取得了很大的进步，已在许多行业中广泛应用。建筑施工中对虚拟仿真技术的应用也越来越广泛，该技术使得施工设计人员能够及时发现设计的不足，通过模拟测试的形式来减少施工问题，降低施工成本，让建筑施工的质量与效率得到很大的改善。文中对虚拟仿真技术在建筑工程中的应用进行了分析。

关键词：虚拟仿真技术；建筑工程；应用

1虚拟仿真技术

1.1虚拟仿真技术概述

虚拟仿真技术又被称为模拟技术和虚拟现实技术，这就表明需要运用一个虚拟的系统，从这其中模仿出具有真实性的系统技术。从浅层方向而言，虚拟仿真技术是从20世纪40年代就一直跟随着计算机技术而逐步发展的一种试验研究新技术；从大的方面而言，虚拟仿真在人们逐步认识这个世界各种规律的同时就已经开始有效运用了。在计算机技术高速发展的前提下，仿真技术开始成为具备针对性的体系，这也是继科学试验和数学推理之后另一个被人们判定为基本方法的第三类基本方法。这样的情况下，就预示着人们认识、创造、改造世界具有了一项具备战略性和通用性的技术支持。

1.2虚拟仿真技术研究现状

想要充分的应用虚拟仿真技术就需要对建筑理论进行深入的研究，让虚拟仿真技术在一定的程度上为建筑施工打下坚实的理论基础；相关工作人员通过研究可视化的仿真技术，就为建设虚拟建造体系提供了保障；想要相关工作人员在建筑行业有效的运用虚拟仿真技术，需要进行软件的开发和加大系统的研究力度。

2现阶段建筑施工中存在的问题

2.1混凝土出现裂缝

在建筑施工使用过程中建筑混凝土墙体裂缝经常会发生，这种裂缝现象的主要形成原因分析如下：首先墙体会长期受到各种环境因素的直接影响而导致建筑混凝土裂缝的行成，进而加快了建筑混凝土墙体表面的自然水分大量蒸发过快。此外后期检修维护不好还会使其外部零件体积大幅度缩小。同时由于防水混凝土内部防水湿度比的变化不明显，进而形成内外应力不匀均的现象，从而容易导致防水混凝土墙体表面容易出现许多裂缝。其次由于各种自然环境因素的直接影响，长期暴露于湿度较大的混凝土组成部件及其表面的温湿度水平变化明显，混凝土在加工制备时往往含有大量的酸性泥浆，使得的混凝土容易出现开裂。最后是在搅拌钢筋混凝土时出现搅拌时间过长的现象，水泥砂浆表面可能会开裂形成许多水泥砂浆和涂层并会加速搅拌混凝土的应力开裂。

2.2屋顶发生渗漏现象

屋顶基层渗漏渗水是现代建筑常见的一个质量安全问题，钢筋混凝土和其他屋面防水卷材容易就会出现渗漏质量问题。其中钢筋混凝土结构屋面基层渗漏的主要形成原因可能是：屋面结构基层积水清理不干净，钢筋水泥结构基层变形，混凝土基层配比不合理，施工前基层脱水处理工作确实做得不好，施工工程完成后未及时进行完全合格的基层维修处理工作。屋面墙体卷材基层渗漏的主要形成原因之一是由于屋面卷材基层处理不当，平面过于潮湿，屋面卷材局部基层结构不合理，环境湿度温差变化过大，导致墙体卷材基层老化腐蚀程度不断加深从而直接造成卷材渗漏。

2.3材料方面的问题

建筑材料质量是整个建筑工程中的基础，材料的使用质量安全问题直接影响整个建筑施工的质量，所以在建筑施工过程质量监督管理工作中，对建筑材料的质量管理要求是所有质量管理工作的重要前提。在目前我国的建筑材料交易市场中，一些钢材生产厂家为了能够获取更多的经济利益，购买假冒伪劣产品，大大降低我国建筑工程的生产质量。目前来说，由于许多大型建设工程施工单位对建筑材料的质量监管管理机制并不健全完善，所以建筑材料施工质量不合格问题是目前导致我国建筑施工材料质量水平下降的主要原因之一。

3虚拟仿真技术在建筑工程中的应用 

3.1 虚拟仿真技术和建筑过程方案设计与实施

传统建筑工程施工的合理性只要依靠相关设计人员以往的工作经验来判断，但是通过经验制定的施工方案并不能真正地保证建筑工程施工的安全有效性，在一定的程度上会造成施工周期过长、施工质量出现问题、方案具有局限性。而通过虚拟仿真技术建立起的仿真模型则可以在极大的程度上避免由于人为因素而造成的失误，科学验证施工方案的合理性，及时发现在方案中隐藏的漏洞，与此同时虚拟仿真技术还可以通过大数据掌握建筑物周围的环境特征，利用计算机技术对工程的具体环境进行实时交互，及时对建筑工程设计人员给出设计建议，例如通过对不同方案的建筑结构能耗数据分析计算，得出节能效率比例，使得设计人员在对方案修改和选择时能够有科学的依据。

3.2 虚拟仿真技术中的三维动画技术在建筑工程中的应用

在传统的建筑施工过程中，对施工进度的判断通常是通过相关工作人员的经验进行判断，而虚拟仿真技术则能够为建筑过程的施工提供可视化手段，通过三维动画技术将施工过程中的全部细节以高仿真动画的形式展现出来，相关的施工工作人员则能够通过高仿真动画了解和掌握其中的每个细节，由此知道在施工过程中需要注意的事项有哪些，在极大的程度上避免了建筑工程方案的反复修改，缩短建筑工程实施周期。中央电视台新址和上海的环球金融中心在施工的过程中都采用了虚拟仿真技术中的三维动画技术。

3.3 虚拟仿真技术在建筑工程施工安全中的应用

虚拟仿真技术作为当代先进应用技术系统之一，依托计算机技术的优势，能够实现对建筑工程施工方案的最优化控制，在这一点上，是传统建筑工程施工无法比拟的。施工安全是整体建筑工程的重点内容，保障施工安全则需要提前预知在施工方案中存在的问题，由此采取及时的措施加以避免失误的发生或者尽可能地减少事故发生之后的损失。虚拟仿真模拟技术则可以提前对建筑工程预备实施的项目方案进行系统的模拟演练，由计算机数据分析建筑工程施工方案可能出现的问题，以及问题发生的概率，通过各项数据的显示和分析，给予适合的建议。

3.4 虚拟仿真技术在复杂钢结构施工中的应用

复杂钢结构施工是整个建筑施工过程中难度最大且最关键的一个环节,由于不同的钢的结构受力情况和承载力不尽相同,因此在不同的施工阶段,相关工作人员需要判断不同的钢结构的平衡性,力求在安装的过程中不要出现差错,因为一旦钢结构在设计或者在安装的过程中出现了差错,整个建筑工程的受力情况则会受到极大的影响,后期建筑物的安全性也会跟着影响不能够得到强有力的保障。而精准实现钢结构的设计和安装，则可以避免施工成本的无效增加，在对复杂的钢结构进行施工时，相关工作人员的经验判断是无法保证复杂钢结构的精准安装，而虚拟仿真技术则可以通过计算机技术的精密、准确、快速的计算，对复杂钢结构的构件位置进行精准定位。与此同时，整个钢结构施工的全过程会在虚拟仿真技术的跟踪下，实现有效控制和精准安装，从而降低了建筑工程施工中由于人为因素所造成的事故的发生机率，进一步提高建筑工程能够实现的经济效益，优化建筑工程的施工过程。

4结束语

总之，需要在建筑施工的过程中将虚拟仿真技术科学合理的运用起来，这样的措施在一定的程度上有效的控制住施工的全过程，有助于加快施工进度和降低施工中需要花费的施工成本，让建筑工程本身具备的经济效益有效的发挥出来，通过将虚拟仿真技术积极的应用在具体施工发展中，为整个社会可持续发展提供最为高效的服务。因此，将虚拟仿真技术在具体的施工中如何运用进行了多方面分析，这样一定程度上有助于培养具备高技术的人才，为日后的建筑工程施工的发展提供依据。

参考文献

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[2]胡力勤，赵筱斌.虚拟仿真技术在建筑智能化工程专业实训中的应用[J].科技视界，2018（29）：130–131.

[3]杨传光，周静.关于建筑工程施工技术教学中BIM虚拟仿真技术的应用分析[J].现代职业教育，2018（26）：74.