装配式建筑仿真实训室建设方案.docx

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装配式建筑仿真实训室建设方案

装配式建筑仿真实训室建设方案

装配式建筑仿真实训室

建

设

方

案

项目负责人：

寿胡滨

联系电话：

一、建设的必要性及现状

党中央、国务院高度重视装配式建筑的发展，《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出，要发展新型建造方式，大力推广装配式建筑，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。

2016年9月27日，国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，提出以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过300万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区，因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构建筑

指导意见还指出，要求引进和培养一批建筑产业现代化高端人才。

通过校企合作等多种形式，培养适用建筑产业现代化发展需求的技术和管理人才。

开展多层次建筑产业现代化知识培训，提高行业领导干部、企业负责人、专业技术人员、经营管理人员的管理能力和技术水平，依托职业培训机构、职业院校、建筑业企业和实训基地培育紧缺技能人才，持续开展专业技术人才再教育。

强化岗位建设，深入实施现场专业人员职业标准统一考核评价工作。

建立有利于现代建筑产业工人队伍发展的长效机制，扶持建筑劳务企业发展，着力建设规模化、专业化的建筑产业工人队伍。

二、装配式建筑教育现状

建筑工业化要求学生有跨学科的知识和技能，既要懂土木工程专业知识技能，又需要掌握建筑学知识技能，同时掌握信息化手段进行整合。

建筑工业化强调标准化和高效率，因此工程类专业的学生需要熟练掌握建筑领域信息化工具，适应工作中的信息化操作。

除了懂工程、懂画图，还需要强大的实践能力。

建筑工业化是实现可持续性发展的推动力之一，建筑工业化需要工程类专业的学生认同和实践可持续性发展的理念。

中高职及本科院校始终担负着社会高技能人才培养的重担，就建筑工程类专业而言，院校在教学过程中需要将理论教学与实践操作紧密结合，相辅相成，学生在掌握理论基础的同时，利用实践技能操作进行锻炼，使其真正地理解原理、掌握技术，成为社会需要的高质量人才。

然而，从目前的教学现状来看，理论教学与实践教学的真正结合还存在很大的局限性。

理论与实践教学环节中的开放性、可控性、延展性以及信息化应用程度均有待提高。

受客观条件影响，校内实践操作机会少，理实结合授课进程缓慢。

加强建筑工程专业教学中的实践操作，对于中高职及本科院校培养高质量应用型人才具有很大的促进作用。

三、虚拟仿真技术在装配式建筑教育中的运用

装配式建筑在我国，得到了大力的推广和发展，各省市都推出了相应的装配式建筑政策和试点城市，然而，转化配建筑人才培养，却在高校中依旧没有停滞不前，很多院校都没有开设相关专业和课程，究其原因是因为装配式建筑实训存在一定的困难。

通过虚拟仿真技术，将平时无法装配式施工现场知识和内容，通过三维技术和人机交互技术研发，学生可通过电脑像游戏一样操作，了解装配式建筑从设计、生产、运输、施工、管理等装配式建筑全过程。

其特点

（1）打破传统，实现三维立体的装配式建筑教学与实训。

传统教学大多以书面教学、黑板教学为主，无论老师讲的如何生动形象，但抽象的知识还是难以被学生所认识、掌握。

出现的现象是老师卖力讲解，学生则是“摇头晃脑”，知之甚少，解之甚浅。

三维仿真教学的出现，将原本抽象化的东西立体呈现出来，甚至一些微小而重要的细节也能放大展示，这给学生呈现了视觉、感觉上的冲击效果，使课堂上的教学更加生动与形象，知识的传递更能进入学生的学习世界。

（2）知识整合，增加教学连贯性，了解装配式建筑施工的全过程及管理。

传统的教学中，对于各专业知识的教学采用的是分式教学模式，导致在教学上知识点的零散化与碎片化。

老师教授了多方面知识，学生记忆中也积存了大量库存，但还是有学生提出“我什么也没学到”的概念。

知识整合将分散的知识点用一条主线进行串联，形成完整的知识链，老师教授知识线，学生可以将信息从开端到结尾一体化吸收，增加教学知识的连贯性，同时也避免教学知识的遗漏及知识的重复讲解。

（3）粉碎“路障”，完成教学的穿梭与穿越。

由于装配式建筑工程的特殊性，在我国刚起步，其装配式建筑教学也存在着各种“路障”，如工地少，无法短时间找到实训工程；工程危险大，如构件吊装、灌浆等内容，学生无法直接操作；建筑工程工期长，无法进行工程全过程的教学；同时在工程中各工种的工作内容，只能碎片教学，这些情况对于学校的教学与学生的实训影响甚大，通过虚拟仿真教学，可以模拟整个施工过程，不仅可以就整个工程进行知识教学，同时也能通过软件实训，学习与掌握相关知识。

四、装配式建筑虚拟仿真实训软件介绍

1、建筑装配式施工虚拟仿真训练系统介绍

（1）系统介绍

装配式建筑虚拟仿真系统结合国内知名的装配式建筑企业用人要求和真实项目案例开发学生可通过电脑像游戏一样操作，了解装配式建筑从设计、生产、运输、施工、管理等装配式建筑全过程。

系统通过3D技术开发，案例真实、知识点丰富

本软件根据《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014、《装配式混凝土结构连接节点构造（剪力墙）》15G310-2等规范并结合装配式建筑行业用人要求进行设计，本软件主要分为预制构件三维识读系统、预制生产车间模拟、装配式建筑施工模拟系统、资料库四部分四部分，其中以实训案例为核心内容。

系统特点：

①.真实案例；采用真实工程案例研发，数据真实，资源丰富

②.三维制作、人机互动性强，画面真实

③.环节完整，综合培养；系统根据真实案例，以项目制角度开发，从构件设计、车间生产、运输管理、吊装施工等全闭环模拟。

④.专业知识丰富，依照用人单位岗位需求和国家规范要求开发。

模拟结束即可实现上岗就业

⑤.过程追踪考核；系统操作过程中，软件可对操作人员操作过程进行考核，实时掌握学生学习动态。

（2）功能简介

功能简介：

图中，绿色区域为工具栏和材料栏，紫色区域为施工工序列表（点击右边收起按钮可收起打开，完成工序后会变成紫色），红色框为操作提示（用户根据提示进行操作），点击返回可返回主界面，施工动画为每个施工工序中的关键动画，施工详解为每个施工工序的工作内容、工作方法、人员等，图纸库为特定工序所对应的施工图纸，右上角为施工工序名称，系统设置包括音量调节、分辨率调节、窗口或全屏调节等系统功能。

其余部位为场景操作界面（右键可进行自由旋转角度观察）。

（3）软件模块介绍

装配式建筑仿真实训软件，根据装配式建筑项目全生命周期进行设计，包含了构件深化设计识图、生产车间模拟、构件运输、装配式现场吊装施工等全生命周期。

◆预制构件三维识读系统

该模块为让学生了解常见构件的基本形态和构件的内部配筋，培养学生的构件深化设计能力。

构件包括常见的预制外墙、预制内墙、预制楼梯、叠合梁、叠合板、预制阳台等构件

构件识图包括构件外观认知和内部配筋图分析功能，可实现30°旋转和构件的剖切分析，如下图

◎外观图：

学生可选择相应的构件，对构件形式各个角度的外观观察，包括外观正视图、侧面图、俯视图、仰视图等，了解构件的外观图。

▲正视图▲侧面图1▲侧面图2

◎内部配筋图：

通过真实的案例，了解该案例的构件的内部配筋图及预埋件要求。

学生可选择各个视角的剖面图。

了解内部构造。

◆预制生产车间模拟

装配式建筑的构件都是预制生产车间集中生产，PC生产车间是装配式建筑施工过程中的一个重要环节，混凝土构件的集中生产，解决了施工现场脏乱差的情况，也对出厂构件的质量有了一定的保障，提高了房屋安全性。

因此装配式建筑教学必须要求学生掌握构件生产流程和质量的把控。

软件模拟了国内大型预制构件生产线提供商的第五代装配式构件生产线，用户通过软件了解该生产线上预制件（如预制外墙）从支模布筋到运输码放的全过程，了解每个流程工位的岗位职责和工作内容。

◎、参观漫游模式：

软件以自动化生产线为背景，模拟教师带领学生参观生产线为表现形式，学生可漫游在整个生产线，点击生产线岗位标牌，触发该岗位的动态工作内容和注意事项

▲混凝土振捣▲钢筋复查▲侧翻工位

◎知识讲解模式

预制构件知识讲解模式，主要通过固定模台为视角，以构件制作工序为主线，参考图集规范，全过程讲解预制构件的制作工艺与原理，让学生掌握在非自动生产模式下，预制构件的整个制作要求。

如图以预制墙板为案例：

◆装配式建筑施工模拟系统

软件采用一幢装配率达60%的灌浆套筒剪力墙结构案例为原型，采用三维技术建模和人机交互技术研发而成，系统根据施工进度设置了包括施工准备、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、楼面模板安装、楼面水电管线预埋、楼面钢筋绑扎、现浇混凝土、混凝土养护、楼梯吊装、外墙处理在内的共计13个大模块共计25个操作工序。

每个步骤都严格符合国家规范和行业标准。

¤任务书解析

软件的每个步骤操作钱，都有详细的任务书解析，用户可仔细阅读任务书，了解该步骤的工作内容、施工方法、人员配比、工具材料运用清单、工作量大小和质量控制要点，如图为竖向构件吊装之测量放线任务书。

2、装配式建筑节点构造与工法软件

装配式建筑目前在我国刚起步，国内施工工法较多，构造较为复杂，常见的有装配式混凝土框架结构和装配式混凝土剪力墙结构两种装配式结构。

装配式建筑三维工法楼通过合理的设计，将装配式建筑所涉及的节点和构造完美融入到一幢“怪异”的教学大楼中，通过三维技术和人机交互技术，“营造”一幢集合各种装配式工法构造的装配式建筑工法大楼。

该仿真工法大楼根据国家图集规范要求研发，主要包括装配式混凝土框架结构和装配式混凝土剪力墙结构两种常见类型结构的40多种构造，用户可通过W/A/S/D键盘在整个工法楼中漫游，了解各个构造和知识点

图示：

工法大楼整体俯视图图示：

工法大楼情景漫游图

软件通过三维仿真技术，在各个知识点通过指示牌设置，指引学生漫游至相关知识点，通过点击指示牌，了解该知识点的三维模型，画面真实，

软件和国家规范图集相匹配，通过将二维的图集规范和三维的模型实现对比解析，让学生更加直观的了解构造信息和知识点

施工仿真动画，全面解析节点构造的施工技术要求和方法，培养既能懂识图，又能懂施工的全方面人才

五、预期效果

1、通过装配式建筑模拟教学实训室建设，能让学生直观生动的了解到装配式建筑的构件的的外观、PC生产车间的布局情况、装配式混凝土建筑施工场景等内容，到达认知教学的目的，为我校后期开设相应的装配式建筑课程和专业方向奠定一定的基础。

2、虚实结合，寓教于乐的理实一体化装配式建筑实训室，通过与配套沙盘相匹配的仿真软件和资源，学生可在模型上看不到的资源和知识点，通过二维码扫描和仿真软件学校，更加直观的学到相应的知识，寓教于乐，同时也给“实物沙盘”插上了信息化的翅膀

3、实训室建成后，有助于我校教师了解装配式建筑这种新型的建筑工艺和技术，从而提高教学质量

4、对外宣传展示作用。

目前我省装配式建筑刚起步，省内的建筑类院校对装配式建筑实训室的建设停留在观望阶段，我校的虚拟装配式实训室一旦建成后，可邀请省内及其他兄弟院校来参观考察，了解我校在装配式建筑教学领域的建设成果，有一定的示范意义。

六、项目建设预算

序号

品目

数量（套）

预算（万元）

1

建筑装配式施工虚拟仿真训练系统

1

35

2

装配式建筑工虚拟工法系统

1

18

3

装配式模型沙盘

1

30