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本文在研究大跨钢结构施工仿真分析的基础上,基于虚拟建造技术,主要作了以下工作:
(1)在总结国内外研究现状的基础上,构建了虚拟现实及虚拟建造技术的理论体系,并对虚拟现实及虚拟建造技术目前主要的应用领域进行了探讨。
(2)大跨钢结构的施工过程往往不是一次完成的,而是过程相关的。在研究大跨钢结构常用施工工艺的基础上,提出了以施工阶段仿真分析为中心的虚拟建造技术。并将此作为本文施工仿真和仿真计算结果可视化研究的前提。
(3)基于时变结构及施工力学,研究了施工安装仿真分析的基本理论,包括传统分析理论、多阶段施工分块法、多阶段施工累积法。并在研究仿真计算计算机模拟技术的基础上,以郑州国际会展中心钢屋盖安装工程为例采用多阶段施工累积法对其施工安装过程进行了仿真计算分析,得出了对类似工程有意义的结论。
(4)在有限单元法引入工程计算分析领域后,数值计算水平已取得了巨大的发展。但如何从庞大且繁复的数据文件中提取有用的数据,使之能直观的表达设计者的意图以及方便参与工程的各方良好的沟通是当前工程界亟需解决的问题之一。基于虚拟建造技术的施工仿真分析可视化研究是解决这一问题的途径之一。
本文以ANSYS仿真分析的结果为基础,在Visual C++6.0的开发环境下,通过MFC(微软基础类库)应用程序框架以及OpenGL开发了具有三维图形窗口独立显示、施工过程动画模拟、施工阶段内力及位移信息多种模式实时可查询、各个安装阶段节点位移及杆件内力变化曲线图自动绘制等功能的施工仿真分析可视化软件,部分实现了施工仿真计算结果的可视化要求。经验证,程序具有较好的通用性。此工作为本文的创新部分。