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虚拟仿真实验资源开发

1. 装配式PC构件工厂生产工艺流程演示

以PC墙体为例,主要包括生产车间布局VR浏览和16个工位的虚拟仿真操作,其流程如图所示。

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图 PC墙体生产工艺流程

学生通过佩戴VR眼镜,在实验系统中进行总体生产布局浏览和每个工位的具体操作,主要步骤如图所示。

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图 PC墙体生产工艺流程展示

2. 装配式PC构件三维识图

      PC构件三维结构识图是通过学生对主要PC构件的内部配筋构造和结构的认识学习,为仿真实验提供理论知识基础。

三维识图.jpg

图装配式PC构件三维识图展示

3. 装配式建筑施工仿真实验

学生通过佩戴VR眼镜,在实验系统中进行剪力墙的吊装施工实验,分为吊装准备、竖向构件吊装、套筒灌浆、现浇节点钢筋绑扎、现浇节点支模、叠合楼板吊装、楼面模板吊装、楼面水电管线预埋、楼面钢筋绑扎、现浇混凝土、混凝土养护、平台安装和外墙接缝处理13个主要步骤,具体如图所示:

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 钢筋混凝土工程包括模板工程、钢筋工程和混凝土工程,其施工的质量好坏会影响到建筑物、构筑物的安全,因而直接安危及了人民生命财产安全。然而在课堂教学过程中,学生只能从课本中接触到关于钢筋混凝土施工的有限抽象知识,实践环节也能有一个表面认知,并不能对其较为深入地、全面地认识。

钢筋混凝土工程虚拟仿真系列实验包括10个关联的实验项目,让学生对钢筋混凝土施工有较深入的认识,并可以在虚拟环境中对不同构件,不同部位的钢筋工程、模板工程、混凝土工程的施工工艺流程、施工方法和质量控制关键有较清楚的理解。

 钢筋混凝土工程虚拟仿真系列实验的主要实验项目

编号

实验项目

实验性质

面向专业

实验课程

实验类型

3-07-07

柱钢筋施工虚拟仿真实验

专业型

土木工程、工程管理、交通工程

土木工程施工

必修

3-07-08

梁钢筋施工虚拟仿真实验

专业型

土木工程、工程管理、交通工程

土木工程施工

必修

3-07-09

梁板混凝土工程虚拟仿真实验

专业型

木工程、工程管理、交通工程

土木工程施工

必修

3-07-10

板钢筋工程虚拟仿真实验

专业型

土木工程、工程管理、交通工程

土木工程施工

必修

3-07-11

外墙脚手架工程虚拟仿真实验

专业型

土木工程、工程管理、交通工程

土木工程施工

必修

3-07-12

剪力墙钢筋工程虚拟仿真实验

专业型

土木工程、工程管理、交通工程

土木工程施工

必修

3-07-13

连梁钢筋工程虚拟仿真实验

综合型

土木工程、工程管理、交通工程

土木工程施工

必修

3-07-14

暗柱钢筋工程虚拟仿真实验

专业型

土木工程、工程管理、交通工程

土木工程施工

必修

3-07-15

楼梯工程虚拟仿真实验

综合型

土木工程、工程管理、交通工程

土木工程施工

必修

3-07-16

承台筏板工程虚拟仿真实验

专业型

土木工程、交通工程、路桥工程

土木工程施工

必修


 钢筋混凝土工程虚拟仿真系列实验中,各种形式施工方法可以由操作人员根据已列好的施工工艺流程,选择相应的材料和工器具,点击、拖动后自动完成。各种形式的梁、板、柱、楼梯、承台等工程在虚拟环境下模拟,增强学生整体印象,通过理论与实践结合,培养学生动手能力和思考能力。


合作企业的概况、参与程度和合作成果

校企合作是高等院校培养高素质应用型人才的重要模式,是实现人才培养目标的基本途径,可充分利用各自的资源优势、减少重复建设,降低成本,实现资源共享与共同育人。在土木工程与建筑虚拟仿真实验教学中心的建设中,欧特克、中南建筑设计院、中建三局、中视典等企业深度参与,为中心的硬件、软件建设给予了大力支持,参与合作的主要企业见表。

 合作企业概况一览表

合作企业

类别

企业名称

企业类型、产品

合作内容

土木建筑信息化软件标杆企业

欧特克软件股份有限公司

美国软件公司,出品了 AutoCAD Revit MEP Suite、Autodesk 3ds Max等

实验室共建、资源开发、师资培训等

达索公司

法国软件公司,出品了3D类软件、PLM软件等

软件与技术支持,教学课件开发、编写虚拟仿真实验教材等

奔特力股份有限公司

美国软件公司,提供MicroStation 平台技术和产品、Bentley Bridge 系列产品等

建筑类软件的技术支持、 “Bentley创新实验室”、“Bentley培训基地”

维启科技有限公司

建筑仿真软件的高科技公司

联合开发了40余项虚拟仿真实验

广联达软件股份有限公司

聚焦于工程项目管理的核心业务

共建产学研合作基地,免费提供50个节点的造价软件

土建行业设计标杆企业

中南建筑设计院

建筑设计院,主持建造了国家动漫博物馆、杭州火车站东站等

提供案例课件专业技术支持,绿色建筑设计workshop,虚拟仿真实习基地等

武汉建筑设计院

大型综合性建筑设计院,主持建设了武汉展览馆、中共武汉市委大楼等

提供绿色建筑虚拟仿真教学技术支持,开发绿色建筑仿真分析课件

中铁武汉桥梁科学研究院

结构模型、桥梁监控、桥梁加固设计等专业类研究所

申报科研课题、科研成果转化项目

土建行业施工标杆企业

中国建筑总公司

建筑企业,房地产企业

提供各种类型工程案例,BIM虚拟建造教学,研发虚拟建造远程仿真教学系统

中铁大桥局集团

大型工程公司,修建了如武汉天兴洲长江大桥、铁路客运专线等

提供了大型道路桥梁施工仿真案例,协助建设实验教学资源

虚拟仿真设备标杆企业

上海曼恒数字技术有限公司

三维图形技术处理软件公司

三面五通道虚拟仿真投影系统

中视典数字科技有限公司

虚拟网络软硬件研发与推广的专业机构

产品开发的技术指导、开发虚拟仿真实验项目、申报科研项目等

教育信息化标杆企业

深圳国泰安信息技术有限公司

为教育与投资业提供综合解决方案的国家级高新技术企业

实验应用虚拟化管理平台、实验数学信息与管理平台


校企共建共管的合作模式

学校和企业根据合作双方的基础和条件不同,形成从局部到全面,从临时到长期的合作过程,本着“优势互补、资源共享”的原则与欧特克软件有限公司、中南建筑设计院和中国建筑总公司等10家公司企业开展校企共建共管的合作模式。实验中心与企业积极探索动态可持续合作模式,不断开辟新的合作途径并积累阶段性成果,应用于虚拟仿真实验教学过程中。

(1)面向技术转化的项目型合作模式

即教师为企业解决某一具体技术问题而以研究项目方式进行的合作,是一种临时的实验室合作模式。在服务企业的同时可将研究项目整合为适宜的实验项目,以演示性实验的形式开展,激发学生的兴趣和探究热情,引导学生自主探究和体验知识的发生过程。

(2)面向产品研发的科研型合作模式

高校和企业存在共同的实验研究条件的需求,或部分交叉的实验研究条件需求,为了充分利用资源,合作双方以利益为连接纽带,以共同投资、共建实验室为基础,通过签订合作协议,明确规定合作双方的权力、责任和利益,明确成果产权、仪器设备的归属等,协商建立完善的组织体系和质量保证体系。合作协议的顺利执行,可形成优势互补,资源共享、共同发展的机制,可以促进技术、成果、人才在合作中得到有效应用,可以提高设备资源的利用率,使合作更加紧密和巩固。面向产品研发的科研型合作模式,有利于新技术的推广应用,有利于专业交叉型实验和研究创新型实验的开展与完善,将科研成果反哺于实验教学过程,开设前沿性虚拟仿真实验,激发学生的科学思维活动。

(3)面向职工培训的教学型合作模式

学生的培养和职工的培训可以相互结合,充分利用人力、设备资源,在高校教师和企业专业技术人员的共同参与下实行“项目化教学”。项目化教学具有实践性、自主性、发展性、综合性和开放性的特点。例如借助土建行业软件标杆企业的技术优势和设备优势,邀请企业为师生提供新技术或新解决方案培训,师生共同参与并以此为基础,通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,达到教学相长的教学目的。

 

 

 

 

 



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