本项目结构抗火实验包括钢筋混凝土板、混凝土梁以及钢结构承重墙抗火实验，其实验原理为：根据本科课程《混凝土结构设计基本原理》和《钢结构设计基本原理》，确定实验用的混凝土和钢结构试件的参数规格；根据国家规范GB/T9978 建筑构件耐火试验方法的规定，利用大型水平炉抗火实验系统进行混凝土板和梁抗火实验，利用大型垂直炉抗火实验系统进行钢结构承重墙抗火实验，获取混凝土及钢结构构件的受火破坏现象与特征，确定混凝土及钢结构实验构件的耐火极限，进而通过实验探索掌握混凝土结构及钢结构构件的抗火性能提升原理与措施。

本项目采用虚实结合的实验教学过程，通过线下课堂和线上微试验和MOOC资源的理论学习，掌握基本实验理论和知识点；通过手机端虚拟教具进行实验设备线上学习，并结合参观本校的城市地下空间火灾防护重点实验室以及工程结构火安全重点实验室加深理解；通过本虚拟仿真实验在网页端的“学习模式”，进行虚拟仿真实验线上学习与练习，结合手机端的APP程序进行线下学习与练习；通过命题式考核以及知识点考核，完成该课程的实验教学考核。校内学生通过身份认证即可登录进行虚拟仿真实验，校外用户需首先进行注册，注册成功后可登录进行虚拟仿真实验。

本虚拟仿真项目的键盘操作指令如下：

结构抗火实验展现了结构构件在火灾环境下的作用效应，包含钢结构承重墙抗火实验、钢筋混凝土楼板抗火实验以及混凝土梁抗火实验。上述三项实验的交互性操作步骤类似，以钢结构承重墙抗火实验为例，包含“学习模式”、和“考核模式”。以学习模式为例，交互性操作步骤如下：

（1）实验认知与人员准备

学生进入实验大厅前，需在“更衣室”，完成“实验工装（防护服、安全帽、护目镜、口罩、手套、安全鞋）”的穿戴。进入“实验大厅”，点击左上角“我要做实验”，选择实验类型“墙体抗火试验”，阅读相关试验信息。选择“学习模式”，进行实验参数设置。通过知识点学习，对建筑结构抗火实验建立整体性认识。通过漫游功能可以在虚拟实验大厅行走，并通过点击大厅中虚拟设备的形式，了解抗火实验设备的相关功能。

（2）实验模型制作与安装

“实验模型制作与安装”模块中，学习者根据所掌握的结构抗火设计基本原理，选定实验模型的基础参数，并且亲自动手完成实验模型的制作与安装全过程，从而加深对前期所学习的土木工程专业课程的认识。本模块中，学生利用鼠标对屏幕显示界面的实验材料进行拖拽或点击动作，进行实验模型的制作；通过控制屏幕显示界面的操作手柄，完成行车吊装作业以及抗火试验炉的行走等。

（3）实验设备准备与控制

现实中的大型土木工程实验普遍都是由专业实验人员进行现场操作。利用虚拟仿真技术，可以使学生在“实验设备准备与控制”中，亲自操作大型抗火实验设备，加深其对建筑结构抗火试验的认识与理解。

（4）抗火实验开启与停止

本模块中，点击“开始实验”，炉体点火，正式开启实验。实验过程中，可移动摄像机镜头，可切换炉内及炉外视角。本模块的突出特点是实时显示模型变形曲线及温度曲线，并且真实呈现了实验模型受火烟气释放、开裂、防火板脱落等重要的结构抗火实验现象。实验结束后点击“拆除”按键，可观察钢结构构件的受火屈曲模态。

（5）实验分析与总结

本模块中，点击“实验结果分析”，分析实验图像与结果曲线；点击“实验报告”，进入实验报告填写界面，完成知识点考核题目，填写实验记录，分析结果，提交报告。