土木工程建筑设计论文

随着现代社会的不断地发展进步，我国土木工程建设的发展步伐也不断加快， 为改善人们生活做出了极大的贡献。下面是由我整理的土木工程最新技术论文，谢谢你的阅读。

土木工程中的虚拟现实技术

摘 要：虚拟现实技术是一项集成性极高的高新信息技术，本文通过对VR技术的讨论 分析 了VR技术土木工程中的 应用 ，指出VR技术必将在土木工程中发挥越来越重要的作用。

关键词：虚拟现实技术 土木工程 可视化 计算

一、引言

随着我国 经济 的稳步增长和基础建设规模的加入，建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂，对土木工程学科 管理的 科学 性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木 建筑工程项目管理 现代 化的要求和本领域的 研究 热点。虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是综合性与集成性极强的高新技术，在军事、 医学、设计、 艺术 、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。涉及土木工程领域的各个学科，已显示出一定的实用性，技术潜力十分巨大，应用前景非常广阔[1]。

二、虚拟现实技术及其特点

虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、 计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，大大推进了计算机技术的 发展 。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的，并非是真实的，但当用户进入这一局部世界时，在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此，虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界，在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处 环境的作用和变化，仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、 网络 技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以，虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。

1.沉浸性

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理 心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。

2.交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎 自然 的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的 语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

3.多感知性

由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1.虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中，长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的 内容 ，如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑，用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景，以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的 职业、知识结构及理解能力的 影响 ，交流起来非常困难。

VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界，也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时，可以突破物理空间和时间的约束，做到能“超越现实”;在表示虚拟世界时，又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感，以达到身临其境的感受，最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口，它利用计算机生成交互式三维环境，不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在，并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。

2.虚拟现实技术在土木工程中的 应用 领域

由于具有上述的优势特征，虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用，并且具有广阔的应用前景。现阶段，虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。

(1)在虚拟施工过程和施工结构 计算 中的应用[3]

在实际工程施工中，复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的 问题 ，前者难点关键就在于施工现场的结构构件及 机械设备间的空间关系的表达;后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。

基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术，在虚拟的 环境中，建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型(虚拟模型)，形成基于 计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多，起重机的布置位置、高度，缆风绳着力点的选择，构件堆场的位置，起重机的开行路线，构件起吊路线等，都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够，则工程施工的进度、成本等都会受到 影响 ，甚至导致安全事故的发生。

建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中，不仅要考虑施工过程的安全性、可行性，还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心，钢结构屋盖支承在钢桅杆上，桅杆两端为锥形，与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形，更为了维持结构的稳定，在钢屋盖桅杆和混凝土之间，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆，形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中，不同的支撑方案、不同的拼接方案，在结构的不同部位会引起不同的效应，而随着连接杆件的安装，这些施工阶段的应力将残余在结构部位上，并影响到最终的结构受力安全性;并在结构就位过程中，有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确 分析 。用虚拟现实技术可以对不同的方案，在短时间内做大量的分析，从而保证施工方案最优化。

(2)在工程项目招标投标中的应用

建筑业是我国的支柱产业，建筑市场的过度竞争已是长期的事实。 现代 建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标，往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。

借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和 方法 表现出来，不仅节省了时间和建设投资，而且不用项目经理的现场答辩，方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。

(3)在可视化计算领域的应用

可视化计算将是今后一个重要的 发展 方向。在科研中，人们会遇到大量数据，为从中得出有价值的 规律 和结论，需要对庞大的数据量进行认真分析。对 科学 计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示，可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化，实现参数化及可视化计算，虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。

在运用有限元法进行结构分析时，利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面;也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中，将增强计算 软件的前后置处理能力。例如，在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中，倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据，同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。

四、结语

虚拟现实技术在不断发展，专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍，三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。 目前 ，虚拟现实技术还有很多不完善的地方，尤其在土木工程的 研究 方面，我们应努力建设虚拟现实技术实验室，开发有价值的虚拟现实工程系统，使其在工程设计、施工、 管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。

参考 文献

[1] 张跃.[N]. 科技 日报.1997年6月23日.

[2] 沈金良.虚拟现实技术在工程设计中的应用[J].科技交流，2004，(3).

[3] 谢行浩.建筑工程系统仿真[M].北京：科学出版社，2001. 25- 37.

[4] 张金序.施工技术[J].多媒体技术在建筑工程投标中的应用.Vol. 31 No. 12. 24

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土木工程施工论文结课范文篇3 浅谈土木工程施工技术教学问题及解决对策 土木工程是建筑学科中非常具有基础性的和代表性的学科，其涉及到的方面是非常广的，其中包含土木施工的技术和土木工程施工等基础性的问题及学科。通过土木工程施工课程的学习和研究，学生不仅仅掌握的是关于土木建设的基础知识，更加训练的是工程师的基本能力和职业技能的培养。但是，为了能够达到更好的教学效果，其实还是需要有很多的问题去改革和总结土木教育的问题。教学工作者需要及时对这些问题进行归纳，总结经验，提高自身的专业教学水平。本文主要针对土木工程施工教学中的一些问题归纳及经验进行阐述。并且对土木施工技术的教学中所涉及到的一些问题提出一些笔者自己的建议，希望能够给高校土木建设的课程带来一定的帮助。 土木工程实施技术教学的现状 土木建设施工中的实施教程是每个学习者都要参与的，这是一项基础而又重要的课程，每个人都要参与其中。对于土木工程的学习者来说，这既是一门基础性的学科，但是有起着至关重要的学习内容，另一方面，该项课程的难点就是在于要将所学的基础和课本知识相互结合，并应用实践当中，，只有面对每一个实际性的问题有所解决，才能使得这门课程的学习更加深入，我国现阶段对于土木工程施工课程的教育其实已经在理论上有所深入，但是很多时候，对于施工技术还有施工安全，或者是施工的管理等一系列问题还是存在很多需要更加深入研究的文图，所以，我们还是需要对现阶段的土木施工技术的教学情况进行一定的完善或者是补充。 土木工程实施技术教学中存在的问题 随着技术的不断发展，原有的教材其实已经不能很好的与现有技术结合，很多的技术都是没有完全认真的覆盖的有很多已经不需要的内容还是留存在教材当中，不仅仅是加重学生和老师的负担，又学习了一些已经淘汰了的知识。尽管在教材的改革和教师的交流中已经对某些新的技术与新的内容有所更替，但是，对于不断发展和进步的土木建设施工设计来说，这样的更新是远远不够的，学生学习的内容不能适应真正的要求，这是一个非常严重的问题。 所以为了能够适应现阶段的社会发展，那就一定要改革现有的学科知识要求和学科教学的体系，这样才能够使得在日常的学习打下良好的实践基础，而不是为了去迎合教师的教学内容或者是仅仅为了得到一些学位证明。一个土木建筑者一定要具备应有的素质和知识储备。另外一点，现阶段课程的时间设计和教师的内容设计都是有一些不合理的问题的，教师不能在设定的时间内完成规定的教学内容，或者是因为教学的内容比较繁杂，导致学生在接受到内容后不能完全接纳吸收，这样就使得课程的学习受到一定的阻碍。 教学目标是很难的实现的，很容易对这门课程产生一定厌恶心理，这是会出现一定教学问题的。对于土木工程的教学是要贯穿很多东西，而且许多学科都是在其中交错的，所以实习和实践内容都要包含在一起的。最重要的一个问题就是，对于教学过程中，是否真的能够将教学所学到的东西和在实践中需要的东西相互结合的。如果实践是没有效果的，并且忽略学习的综合性和有效性，那么将会给以后知识的运用带来很大的麻烦，所以需要教师在进行课程设计和日常教学时都对这些方面有所重视，在学习中就要给学生一定的启发和提示，这样，才能让学生在日后的工作中有所帮助。 土木工程实施技术教学中问题的解决建议 优化现有的教学内容和教学实践及教学规划，将新的设计和新的内容根据专业的需要迅速融入到当下的教学任务来进行，另外重要的就是要根据土木工程下属的其他学科进行合理的配制和规划，改善现在术业无专攻的状况，让各位学生能更好的将所学知识应用到实践当中去。尽管学科的知识不需要的每一个方面都会覆盖的，要精选的关于不同学科有关土木专业中比较精华的部分，其中应该涵盖到知识的各个方面，包括土木工程细节性的学科。也要讨论到施工中具体出现的各种问题。另外，随着互联网和其他一些教学形式的出现，其实，很多时候土工施工教学的课堂也可以变得生动有趣，凭借着一些新式的教学和授课手段，都可以改善现在课堂只有老师一人讲，学生参与互差的状况，这样将会使学生对于这门基础课程的学习更加有兴趣和 爱好 。并且很多新的设备可以准确模拟出施工的现场状况，这样就可以有更加直观的教学环境和教学影响。通过融合课程内容的设置和时间的要求。 教师可以根据自己的授课内容和习惯将这些现代化的内容直接融入进去，用现代化的手段将课程内容顺利的融入课堂，通过图文以及教师授课同时进行的方式，不但可以加快学生的理解，这样的教学环境可以让学生的理解能力达到最好的一个效果。同时可以将学术论文或者其他 渠道 刊载的最新的内容覆盖到平时的授课中去，这样学生了解到的就是最新的知识和内容。教师要根据学生的反馈和课堂状况，实时的改善自己的教学进度和教学目标，让学生更好的适应课堂和接受授课内容。但是现在使用先进的教学设备还会存在一些问题，就是没有比较成功或者已经形成体系的教学材料或者教学的应用工具，所以还需要一线的学生和老师共同努力，去交流，并且要摄取更多真实的施工场景，将这些最贴近学生和实际操作的经验与教学的新手段紧密的结合起来，这样不仅仅规避了以前照本宣科的劣势，还让学生和老师有了一个更加深入的交流和探讨。这样新做出的课件相信能够更加的有效和合理的。 也希望土木施工的教育者能够积极的参与到这项工作当中。学生通过观摩活动，能够将学科知识与实际操作相互结合，并且提出自己的理念和观点，并且能够最直接的在现场接受经验教训，为今后的实际工作提供一个良好的开端和积累。为培养合格的土木工程专业人才及学生 毕业 后从事工程实践活动打下良好的基础。土木工程施工技术施工方案设计， 通过对具体的施工目标设计施工技术方案使学生熟悉和掌握施工过程中施工方案的编制原则、 依据、 方法和步骤; 要加深学生对于土木施工这一课程的合理科学有效性的理解，并且更为深入的去掌握这门学科在日常实践中所能带来的重要益处和重要的作用。 在很多教学中，有些有经验的老师会将自己的学生带到真正的施工现场，这样就能让学生更加了解实际的施工情况到底是怎样的。但是这其中还是存在一些问题的，学生和老师在出入工地时，不论是安全还是传授知识的有效性都是受到影响的，学生需要和老师进行长时间的具体性的沟通，这样得到的反馈才能让老师更为容易知道学生的具体情况并且将讲授的内容给布置下去。这样才能让实践活动起到其应有的效果。 结语 我国的土木建设团队还需要进一步的充沛，很多情况下土木建设的团队还是缺乏很多的技术支持，所以教师如果能够在教学中更加符合学生的要求，教授的内容能够更加贴近实际，并且能够将实际的知识要点覆盖其中，这样才能培养出适合现代化建设的团队，因此，改革教育团队的能力，这个教育中的各项资源，将土木建设教育中的各项问题有机的结合起来并给出科学合理的解决办法，这样才能真正的建设一支符合市场需求土木施工的团队。也希望本文能对土木施工的教学给予一些有利的帮助。 猜你喜欢： 1. 土木工程施工论文结课范文 2. 土木工程施工技术论文范文 3. 土木工程施工论文范例 4. 关于土木工程施工毕业论文 5. 土木工程施工论文范文 6. 土木工程施工实习报告范文