[发明专利]一种地震震害虚拟仿真评估教学方法

说明书

本发明公开了一种地震震害虚拟仿真评估教学方法，包括以下步骤：学习相关操作内容，并对学习效果进行测试；通过虚拟仿真系统将建筑3D模型随机给予学生；选择不同建筑参数的建筑物，得到不同建筑参数下的建筑物的建筑3D模型；对不同建筑参数的建筑3D模型施加相同的地震烈度，或对相同建筑参数的建筑3D模型施加不同的地震烈度，得到地震对该建筑物破坏的仿真结果；观察地震对该建筑3D模型的破坏情况，对受地震破坏后的建筑3D模型进行观察、分析并记录。本发明的一种地震震害虚拟仿真评估教学方法，能够让学生直观的了解地震对建筑物的破坏过程以及不同构造的建筑物的抗震性能，提高地震知识的教学效果。

技术领域

本发明涉及地震虚拟仿真领域，尤其涉及一种地震震害虚拟仿真教学方法。

背景技术

地震是人类最具威胁的自然灾害之一，它具有突发性和不可预测性。破坏 性地震经常导致建筑物倒毁、构筑物或基础设施破坏，并因此造成人员伤亡和 经济损失，而且地震灾害经常伴随其他次生灾害，如火灾、有毒有害物质污染、 泥石流、滑坡和瘟疫等，这些灾害的发生，更是加剧了人员的伤亡及财产的损 失。因此，在教学过程中对学生进行地震知识的有关教学变得尤为重要，但是 现有的教学过程中，对地震相关的教学较为简单，基本都是通过书本上一些简 单的实例或者是一些震后的实景照片进行教学，只能让学生有个初略的印象， 学生很难对地震的破坏过程有比较直观的印象，达不到预期的教学效果。

发明内容

本发明旨在至少解决上述所提及的技术问题之一，提供一种地震震害虚拟 仿真教学方法，能够让学生直观的了解地震对建筑物的破坏过程以及不同构造 的建筑物的抗震性能，提高地震相关知识的教学效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种地震震害虚拟仿真评 估教学方法，包括以下步骤：

(1)学习地震波、地震烈度、建筑结构类型、建筑基础形式、地震设防烈度标 准、建筑年代以及建筑3D模型操作等内容，并对学习效果进行测试；

(2)收集多个地区不同结构类型的建筑物样本，对建筑物样本进行适当的简化、抽象，在虚拟仿真系统中生成建筑3D模型，将建筑3D模型随机给予学生；

(3)学生通过选择不同建筑参数的建筑物，得到不同建筑参数下的建筑物的建 筑3D模型，并可对该建筑3D模型进行拖动、旋转、放大、剖切、观察、分析、 记录；

(4)选择某一建筑参数后，对所得到的建筑3D模型施加地震烈度，通过虚拟 仿真系统对建筑3D模型进行在3-15种不同振型的地震作用下的动态模拟计算 分析，得到地震对该建筑物破坏的仿真结果；

(5)观察地震对该建筑3D模型的破坏情况，对受地震破坏后的该建筑3D模 型进行拖动、旋转、放大、剖切、观察、分析、记录；

(6)对同一建筑参数的建筑3D模型，施加不同的地震烈度进行虚拟仿真模拟， 得到不同地震烈度对同一建筑参数的建筑物样本的破坏仿真结果；

(7)在虚拟仿真系统中设定某一地震烈度，通过选定不同建筑参数的建筑3D 模型进行虚拟仿真模拟，得到同一地震烈度下不同建筑类型的建筑物样本的破 坏仿真结果。

进一步的，还包括前期学习，在虚拟仿真模拟前，对实验目的、实验预备 知识、实验原理、实验内容、实验步骤、考核要求进行先行学习。

进一步的，所述地震烈度分为Ⅵ-Ⅹ级五个等级，每个等级包括五个分档。

进一步的，所述建筑参数包括建筑物的建筑年代、层数、建筑长宽、抗震 设防标准、结构类型、房屋使用现状、基础形式。

进一步的，在进行虚拟仿真模拟时，由学生自主设计不同的建筑参数和地 震烈度，通过虚拟仿真系统得到不同建筑物的结构仿真图、以及不同地震烈度 下的振型演示动画。