实验简介：
生命线工程灾后快速复用设计与监测虚拟仿真实验项目基于模型试验与工程实践，遵循从“简单到复杂”和“构件到结构”的认知规律，以“小球不同约束情况下运动体验”、“自复位拉索组装及自复位效果体验”、“自复位拉索性能多参数设计虚拟仿真”和“拉雷机场自复位拉索设计虚拟仿真”为实验对象，通过基于小球不同约束运动感受，自复位拉索的组装与设计和生命线工程自复位监测与震后复用，利用虚拟技术开发，旨在考察自复位拉索的构造和减震机理、自复位拉索体系的设计和基于智能监测的自复位效果感知。自复位拉索组装及自复位效果体：在预先设计的自复位拉索部件库中，学生用户可通过交互操作对虚拟的自复位拉索部件进行组装，此外还可通过随机改变自复位拉索的关键参数（高强筋材的弹性模量、长度和横截面积，蝶形弹簧组刚度，摩擦力和蝶形弹簧预压力），观察自复位拉索荷载-位移曲线的变化。自复位拉索体系的设计：学生用户通过选择具有不同布置方式的自复位拉索体系，感受不同布置下，工程结构的最大变形和残余变形；基于智能监测的自复位效果感知：用动画再现津巴布韦哈拉雷机场改扩建项目中自复位拉索体系的安装布置流程和智能监测布置流程。然后对自复位体系布置前后的结构进行不同地震激励下结构响应的虚拟仿真实验，真实再现了自复位技术在生命线工程中的应用和效果。
学生通过对虚拟仿真项目每个模块的操作，直观参与到自复位拉索的组装，自复位拉索体系的设计，自复位拉索体系现场安装布置和智能监测实验的各个环节，掌握《工程结构抗震与防灾》、《工程结构设计原理》、《工程减震与控制》等专业课程的关键知识点。
实验背景：
自复位技术能够通过提高结构的抗倒塌能力和复位能力减小工程结构灾后修复时间和费用，是目前工程届的研究热点和前沿，具有极高的推广和应用价值，近年来已经开始应用于生命线工程。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自复位技术的研发和实践应用中已取得大量成果，其中研发的“面向地震韧性的摩擦耗能式自复位抗震结构体系”荣获了第47届日内瓦国际发明博览会金奖及罗马尼亚科技替代技术协会特别优异奖，摩擦耗能式自复位拉索已成功应用于面向“一带一路”国家战略的重点工程—津巴布韦哈拉雷机场改扩建工程项目。然而，如何实现前沿科研成果反哺实验实践教学，将新技术及其创新性实践与社会责任、职业道德、工程伦理等德育要素相结合并植入教学项目，让学生身临其境地感受技术创新的魅力，触发学生对大国工匠精神的理解，将正确的价值追求、创新精神、担当精神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。
设计原则：
生命线工程灾后快速复用设计与监测虚拟仿真实验项目遵循从“简单到复杂”和“构件到结构”的认知规律，设计了三层次递进式实验模块，首先让学生通过观察日常生活中常见现象——小球在不同约束下的运动，感性了解自复位体系的工作原理；其次让学生参与到自复位拉索的组装中，了解自复位拉索的构造和工作原理，同时让学生通过随机调节自复位拉索的关键参数和布置方式，了解生命线工程结构在不同工况下的响应；最后对自复位体系布置前后的结构进行不同地震激励下结构响应的虚拟仿真实验，让学生在实验中了解智能监测流程并感受自复位技术的魅力。
实验目标：
1）掌握工程结构减震与控制的方法和工作原理。掌握工程结构减震与控制常用方法的分类和分类依据。
2）掌握建筑韧性和城市韧性的概念。理解自复位结构和传统结构工作原理的区别。
3）掌握摩擦耗能式自复位拉索的构造、工作原理和荷载位移曲线，理解每个参数对自复位拉索荷载-位移曲线的影响。了解自复位拉索的设计方法。
4）了解生命线工程结构的智能健康监测的基本原理、测试方法和评价标准，熟悉位移计、全站仪、磁通量传感器等仪器设备。
实验要求：
（1）专业与年级要求
本项目主要适用于土木工程专业大三学生。
项目对应的核心知识点与《工程结构抗震与防灾》课程直接关联，也适用于《工程结构设计原理》、《土木工程实验》、《土木工程施工》等课程的相关知识、能力要求的培养。
（2）基本知识和能力要求
进行本项目的实验学习的学生，应掌握土木工程的基本知识，已学习《土木工程概论》、《结构力学》、《工程结构设计原理》等相关基础课和专业课程，对结构设计和概念有基本的了解。
