1、项目建设的必要性?

1)大国工程建设对土木工程专业人才培养的新需求

预应力空间结构是衡量一个国家建筑科学技术水平的重要标志，近年来在我国工程界得到广泛应用和迅猛发展。依托国家预应力工程技术研究中心，东南大学教学科研团队在承担参与 的预应力空间结构国家重大工程实践中取得大量成果，其中就包括被称为“国之重器”的天眼 FAST(500 米口径球面射电望远镜)反射面支承索网结构和苏州奥体中心游泳馆大跨空间索网 屋盖。然而，如何实现前沿科研成果反哺实验实践教学，将社会责任、职业道德、工程伦理等 德育要素植入教学项目，让学生身临其境地感受国家重大工程的设计施工精度，触发学生对大 国工匠精神的理解，将正确的价值追求、理想信念和家国情怀有效地传递给学生，真正将立德 树人融入教学全过程、各环节，成为高校土木工程专业教学面临的重要挑战。

2)《大跨空间结构》是土木工程专业的核心课程

《大跨空间结构》的教学目的是理解并掌握大跨空间结构的设计和施工的基本方法, 大跨 预应力空间索结构体系及分析设计方法是课程大纲要求的教学内容和核心知识点。该课程工程 实践性强，对实践教学要求高，只有通过学生亲身参与实验才能让学生真正了解到大跨空间结 构的魅力，且教学过程紧跟空间结构日新月异的发展趋势。

3)由于大跨空间结构占地面积大、实体实验成本高、破坏性实验极具危险、实验周期长 等一系列因素，学生相关实验必须依托虚拟仿真技术开展

首先，大跨空间索结构的原型结构几何尺度大，且实验模型不宜采用过大的缩尺比例(否 则产生的尺寸效应将影响实验的可信度与准确性)，造成该实体实验占地面积广、空间要求高;

其次，为保证给索结构提供足够固定的边界条件，实验支座反力架制作要求高、用钢量大，拉索张拉端、锚固端及索网连接节点制作复杂，导致实体实验成本高、周期长;

再次，拉索在预应力作用下积聚了大量能量，其破断过程为突然的脆性破坏，开展索结构实体破坏性实验具有很大危险性;

另外，在台风等极端条件下开展大型真实工程结构的监测及再现破坏过程，具有实验成本高、周期长，且存在过程不可逆、不可重复等缺点。

因此，开展预应力空间索结构性能分析与监测虚拟仿真实验教学，调动学生参与实验教学的积极性和主动性、提升学生工程实践能力和增强创新创造能力，是提高相关课程教学水平的必然举措。

2、学生实验目的

1)掌握大跨预应力空间结构常见类型体系及其基础分析方法，掌握“几何态-成形态-荷载 态”各阶段的受力特点;

2)掌握预应力空间索结构力学性能影响因素(索截面、预应力、弹性模量等)及其变化规 律，理解承重索与稳定索的受力特点及作用;

3)掌握索结构的预应力设计方法及成形过程，理解索结构的内力分析方法;

4)熟悉苏州奥体中心游泳馆空间索网结构的预应力拉索设计及风致效应;

5)了解大型工程结构的力学性能健康监测的基本原理、测试方法和评价标准，熟悉风速仪、全站仪、磁通量传感器等仪器设备。