根据《材料力学》、《结构力学》、《施工技术》和《建筑遗产保护》等课程建设要求，布局与结构需按照校方提供的资料和要求，搭建基于三维模型的实验场景：制作南京博物院保护性建筑老大殿的三维模型，结构加固过程虚拟仿真，顶升设备建模，顶升支架系统安装仿真，顶升过程控制仿真。学生可以在教师的指导下挑选进行上述过程的仿真体验和学习

(1)古建知识学习：通过动画和视频介绍，学生可以对古建的重要性及保护性作一个了解，该过程以实景漫游为主，学生以第一人称视角在模型中漫游，要求主要建筑部件可以点击拿取，并可以放大缩小旋转，有详细介绍，从而能直观体验了解各种古建的建筑设计、结构类型、构造形式等。

(2)力学分析学习：通过图形化动态展示建筑各部位力的传递路线和形式，通过建立简化力学模型对加固和顶升装置构件进行力学优化分析，依据材料力学分析结果进行加固和顶升设计。这部分有上帝视角和第一人称视角分别展示全建筑的受力传递和单根柱及基础受力下如何进行加固和托换。

(3)顶升系统安装学习：仿真实际施工过程中顶升系统的安装过程，学生可在设备库中选择相应设备、零件库中选择所需零部件、材料库中选择所需使用的材料，按照实验指导中的步骤进行系统安装。

(4)顶升控制学习：仿真实际施工过程中顶升全过程控制过程，学习可通过操作计算机软件进行各千斤顶的进度控制。

1、根据教师授课进度，以沉浸式方式在仿真环境中分步显示历史保护建筑顶升工程力学分析虚拟仿真实验主要知识点：

（1）南京博物院老大殿建筑风格展示与介绍

主要通过漫游式的游戏视角和画外音、屏幕滚动文字等方式向学生详细讲述南京博物院老大殿的仿辽代建筑风格、典型的细节描述和建筑历史背景。

（2）南京博物院老大殿顶升层结构加固

主要是通过自主选择的方式，实现采用增大截面法对顶升层的柱子进行加固，考察学生对于柱加固涉及的力学方法的认识。

（3）南京博物院老大殿上部大空间结构加固

通过提示化的游戏选项，采用型钢对上层结构的大空间进行加固，考察学生对于空间刚度加固涉及的力学方法的认识，考察学生对于结构荷载传递的认识。

（4）第一阶段顶升的力传递路径

通过分别点击力传递过程的构件对象，来实现对第一阶段顶升时结构自重在托换结构中传递路径顺序连接，考察学生对于结构荷载传递的认识。

（5）第二阶段顶升的力传递路径

通过分别点击力传递过程的构件对象，来实现对第二阶段顶升时结构自重在托换结构中传递路径顺序连接，考察学生对于结构荷载传递的认识。

（6）第三阶段顶升的力传递路径

通过分别点击力传递过程的构件对象，来实现对第三阶段顶升时结构自重在托换结构中传递路径顺序连接，考察学生对于结构荷载传递的认识。

（7）顶升装置设计（一）—基于力学性能的托换横梁优化设计

通过隔离体力学分析的方式，对横梁在三个阶段顶升时的受力进行分析，可以通过横梁截面参数的自主化选择，得到不同参数下的力学性能（弯矩、剪力和变形），结合优化设计参数目标从而获得优化设计方案，考察学生对于结构力学性能优化的认识。

（8）顶升装置设计（二）—基于力学性能的托换柱优化分析

通过隔离体力学分析的方式，对托换柱在三个阶段顶升时的受力进行分析，可以通过横梁截面参数的自主化选择，得到不同参数下的力学性能（强度、稳定性），结合优化设计参数目标从而获得优化设计方案，考察学生对于结构力学性能优化的认识。

（9）上部结构与原基础切割施工

通过学生自主定义标高的方式来进行切割，考察学生对结构稳定性和施工便利性的认识。

（10）老大殿同步顶升的力学性能控制

通过多个备选方案（主要是不同区域的位移差异）的模拟操作，考察学生对不同区域的顶升力控制操作，结合位移差异的临界阈值标准与实际位移差的对比分析，考核学生对附加位移产生的内力及其控制方法的认识。

（11）框架柱接长和就位连接

通过选择多个材料和点击接长部位、就位连接部位，考察学生对于框架柱接长和就位连接的认知。

（12）顶升装置拆除

通过分别点击顶升装置的前后拆除顺序，考察学生对于施工工序合理性的认知。