論建筑工程中的計算機模擬技術

摘 要：隨著科學技術的快速發(fā)展，計算機模擬技術逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗成為設計與驗證的主要手段和工具。當前，計算機模擬技術被廣泛應用于各種行業(yè)領域，并發(fā)揮了非常重要的作用。尤其在建筑工程中的應用，大大減少了工作人員的勞動強度，提高了建筑工程設計與施工管理的科學性與合理性。因此，本文以推進計算機模擬技術應用為目標，初步分析了其在建筑工程中發(fā)揮的有效作用。

關鍵詞：建筑工程 計算機模擬技術 施工技術 施工方案 施工管理

中圖分類號:TU722文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2012)07(b)-0050-01

隨著建筑工程質(zhì)量要求和施工技術水平的不斷提高，建筑工程施工質(zhì)量成為社會大眾普遍關心和重視的主要問題。在計算機技術應用如此普及的今天，先進的科學技術手段使建筑工程施工中引入計算機模擬技術成為可能。計算機模擬技術在建筑工程施工中的應用，極大增強了建筑工程施工分析的科學性與合理性，促進了施工技術和管理水平的提高，推動了施工學科的不斷進步和發(fā)展。鑒于計算機模擬技術對建筑工程施工發(fā)揮了巨大功效，有必要進一步分析其在建筑工程施工中的具體應用。

1 計算機模擬技術概述

計算機模擬技術綜合了計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感器技術、現(xiàn)實技術等多種學科的優(yōu)勢，為人機交互對話提供了更直接和真實的三維界面，并能在多維信息空間上創(chuàng)建一個虛擬信息環(huán)境，使用戶身臨其境。不僅具有仿真技術的優(yōu)勢，還能夠為使用者提供較為真實的環(huán)境效果。從另一角度考慮，計算機模擬技術是系統(tǒng)動態(tài)模型的一種實驗與驗證手段，在安全性和經(jīng)濟性方面具有較大的優(yōu)越性。因而，才被廣泛應用于航空、軍事、電力、交通、建筑工程等領域，并在其中取得了較好的應用效果。

2 計算機模擬技術在建筑工程中的應用

2.1 解釋工具

計算機模擬技術為建筑設計師提供了一個具有真實感的序列立體圖像，創(chuàng)造出來的施工設計方便于大眾的認識和理解。因此，它可以算得上是一種理解與解釋工具。通常情況下，通過它展示的建筑工程設計更便于人們的理解。比如，在建筑專業(yè)教學中應用計算機模擬技術創(chuàng)造出中國傳統(tǒng)建筑的虛擬模型，學生通過它仿佛看到真實的傳統(tǒng)建筑。

2.2 設計及體驗的手段

為了保證設計出來的建筑工程滿足用戶的需求，應盡可能地讓用戶在建筑設計階段體驗所設計的性能，便于根據(jù)用戶需求及時改進設計方案。尤其對于大型建筑工程來講，體驗施工設計性能是十分重要的。由于大型建筑工程一旦發(fā)生設計問題，將會影響諸多方面，所以體驗設計性能是一種必要行為?，F(xiàn)在，通過計算機虛擬技術完全可以實現(xiàn)這一目標。模擬技術讓用戶在虛擬空間中體驗建筑的性能，并讓其對建筑的使用性能及系統(tǒng)做出客觀的評價，設計師便可以更好地改進與修整施工設計，使用戶得到滿意的設計結果。比如，根據(jù)CAD設計軟件畫出臥室的大致框架，并建立模擬圖形，然后讓用戶自己體驗臥室設計的空間感、延伸感及各種配置的舒適程度。

2.3 技術論證

對于建筑工程項目來講，因施工技術問題而導致的建筑結構設計不合理、安全事故問題、質(zhì)量問題已經(jīng)屢見不鮮。為了保證建筑工程施工技術選用的科學性，有必要對施工技術進行可行性論證，計算機虛擬技術正好為施工技術可行性論證提供了有效手段。因為，計算機虛擬技術不僅能夠提供較為真實的視覺效果，還能對動力學、運動學仿進行仿真。比如，設計和安排工程鋼結構吊裝施工。由于鋼結構吊裝施工技術多應用于高層建筑，且需要采用大型吊車，鋼結構上吊和安裝過程中可能發(fā)生碰撞、就位失誤等情況。這種情況下，可以通過計算機模擬技術仿真鋼結構吊裝施工的整個過程，驗證鋼結構吊裝施工過程中是否會發(fā)生碰撞、干涉等情況，鋼結構在運輸過程中是否會出現(xiàn)損壞等問題。通過這種形式的驗證方法，一定程度上能夠提高施工技術的合理性和有效性，降低采用新施工技術的風險。從另一角度考慮，模擬技術為建筑工程施工技術的革新提供了一條全新道路，有助于充分調(diào)動創(chuàng)新的積極性，將新技術直觀而客觀地展現(xiàn)出來。因此，計算機模擬技術在施工技術方面的應用，極大地推進了建筑工程施工技術的革新和引入。

2.4 施工方案分析與驗證

從以往情況來看，建筑工程施工方案及施工組織的選擇和優(yōu)化主要依靠施工經(jīng)驗，缺少科學依據(jù)，導致優(yōu)化結果存在一定局限性。另一方面，現(xiàn)代建筑在保證施質(zhì)量的基礎上仍然具有比較鮮明的個性特征，設計師們不可能重復某一種設計，施工方案及施工組織也不可能完全相同。為了保證建筑工程施工方案和施工組織到達最優(yōu)化，通過計算機仿真技術可以直觀、科學地展現(xiàn)不同施工方案和施工組織的效果，得到的對比數(shù)據(jù)將會更加精確和可靠。由此可見，計算機模擬技術在施工方案和施工組織方面的應用，有利于施工方案的選擇和優(yōu)化，真正實現(xiàn)最優(yōu)化施工，保證建筑工程具有良好的施工質(zhì)量。

2.5 施工管理

由于施工管理不到位、不必要的工作疏忽等原因引發(fā)的施工質(zhì)量、施工安全等問題不在少數(shù)，成為建筑工程施工管理工作的重中之重。為此，有必要利用模擬技術模擬施工全過程，提前發(fā)現(xiàn)施工過程中管理方面存在的安全隱患，做到及時采取科學、合理的強化措施嚴格規(guī)范施工現(xiàn)場，進而保證建筑工程的施工質(zhì)量。同時，在施工過程中還可以利用模擬技術向施工人員展示直觀的施工過程和施工技術，有助于幫助技術人員更好地了解和掌握施工技術，保質(zhì)保量地順利完成工程項目。

3 結語

計算機模擬技術在建筑工程中的應用，不僅為其提供了一種驗證施工技術、施工方案、施工組織和施工管理科學性與合理性的工具，也為施工技術開辟了一條新的革新和進步的道路。由此可見，模擬技術不止在航天、軍事、交通等領域發(fā)揮了巨大作用，在建筑工程設計和施工中也發(fā)揮了良好的應用效果。鑒于計算機模擬技術引起的強大應用效果，應當將其逐漸拓展到其他領域，使其持續(xù)發(fā)揮著自身無可替代的作用。

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