本虚拟仿真实验项目将真实的工程搬到计算机中，通过BIM软件建立单层钢结构厂房的完整三维模型，使用VR技术进行展现，并将其与自行开发的有限元程序结合，学生佩戴HTC Vive VR眼镜，即可与三维模型进行交互，不仅可在虚拟世界中看到真正的实际工程，同时可实时看到吊车移动时厂房内力的实时变化情况，并可在虚拟环境中进行工程的施工模拟。

　　（1） 知识点一：学生掌握单层钢结构厂房的结构型式与结构布置

　　由于在实验程序中内置了单层厂房的完整三维模型，因此通过HTC Vive 的头盔内置的方向与位置传感器，通过计算机对操作者当前视角的视图渲染与计算，学生可以在虚拟的工程中自由行走，从而了解厂房的整体建筑与结构空间布置，从而掌握与理解单层钢结构厂房的结构型式。

　　（2） 知识点二：学生掌握单层钢结构厂房的构件形状与节点连接

三维模型中包含了单层厂房的所有构件，包括基础、柱、梁、檩条、屋面支撑、柱间支撑、屋面板、墙板等，同时也包含了螺栓、节点板等，从而引导学生可以在VR环境中识别各个构件，并查看各个复杂连接节点，了解单层厂房的构件、连接节点的形状与布置方法。

　　（3） 知识点三：学生理解桥式吊车对单层厂房内力的动态影响变化特性

　　单层厂房中的桥式吊车是移动的，因此单层厂房内力会随着吊车的移动而发生变化。程序通过将自行开发的有限元程序与VR技术结合，学生可以在VR的厂房中，控制吊车的移动，程序通过获取吊车在三维模型中的位置，将位置信息传送给有限元程序，有限元程序即对之进行内力分析，并将内力分析结果实时显示在VR环境中，从而让学生理解并掌握桥式吊车对厂房的内力动态影响。

　　（4）知识点四：学生掌握单层钢结构厂房的施工顺序与方法

　　学生可以在单层钢结构厂房施工虚拟工地中，通过VR手柄对构件等进行操作，进行构件的吊装，进行节点的拼接，实现在VR中完成单层钢结构厂房的建造与施工模拟，从而可以让学生真正感受与了解单层钢结构厂房的施工顺序与施工方法。

 

 

 

 

 

VR三维场景与有限元程序集成

VR操作钢结构构件进行装配施工