تعتبر عملية تصميم الهيكل عملية حيوية وعالية المخاطر، حيث يتطلب الأمر من المهندس أن يأخذ في الاعتبار الأحمال والضغوط والقوى في كل خطوة من العملية.
فيجب على المهندس أن يأخذ في الاعتبار بيئة الهيكل وكيفية تفاعله مع الهياكل الأخرى القريبة.
اعتبارت تصميم الهيكل الجديد
القوة
يجب عليك التأكد من أن الهيكل الخاص بك يمكنه تحمل القوى التي سيتعرض لها.
وهذا يشمل الرياح والثلوج والأمطار والزلازل وغيرها من الأحداث الطبيعية.
وبالإضافة إلى ذلك، يجب أن تفكر في مقدار الوزن الذي يجب أن يتحمله وعدد الأشخاص الذين سيستخدمونه في أي وقت.
فإذا كان الهيكل ضعيفًا جدًا أو سيئ التصميم، قد تكون هناك عواقب وخيمة على أولئك الذين يستخدمونه بانتظام.
وللتأكد من أن تصميمك يناسب مجموعة واسعة من الأشخاص، فكر في نوع الأنشطة التي يرغبون في القيام بها في المساحة التي تصممها.
ومن الضروري للمهندس أن يفكر فيما إذا كان تصميمه سيتطلب مواد باهظة الثمن أو الكثير من الصيانة بمرور الوقت لأن هذه العوامل يمكن أن تزيد التكاليف بشكل كبير في المستقبل عند تصميم الهياكل الجديدة.
الوظائف
الوظيفة هي واحدة من أهم الاعتبارات في التصميم الهندسي، ويجب أن يكون الهيكل قادرًا على تحمل القوى التي سيتعرض لها، ويجب أن يوفر سهولة الصيانة.
وينبغي أيضًا استخدامه من قبل مجموعة واسعة من الأشخاص ذوي القدرات والإعاقات المختلفة وتزويدهم بإمكانية الوصول على قدم المساواة.
ويجب أيضًا مراعاة تكلفة بناء الهيكل أو صيانته؛ إذا كان مكلفًا للغاية، فقد ترغب في إعادة تصميم منتجك لاستخدام مادة أو عملية أقل تكلفة.
التكلفة
تعد التكلفة عاملاً مهمًا في عملية التصميم وأحد العوامل الدافعة وراء معظم القرارات الهندسية.
فهناك العديد من التكاليف التي يجب مراعاتها عند تصميم الهيكل: تكلفة المواد والعمالة والصيانة واستخدام الطاقة والنقل.
وبالإضافة إلى ذلك، هناك تكاليف مرتبطة بالتخلص من الهياكل بعد انتهاء عمرها الافتراضي.
الأمان
السلامة هي الاعتبار الأكثر أهمية عند تصميم هيكل جديد، حيث يمكن تحقيق السلامة بعدة طرق، سواء من خلال أنظمة التحذير أو من خلال ضمان عدم فشل الهيكل حتى في ظل الظروف القاسية.
ولضمان السلامة، يجب على المهندسين التفكير في كيفية مساهمة كل مكون في استقراره الشامل.
فعلى سبيل المثال، إذا كنت تصمم جسرًا بركائز مصنوعة من عوارض خرسانية وفولاذية، فيجب عليك التأكد من أن هذه المواد تتمتع بالقوة والمرونة الكافية بحيث لا تنكسر أثناء زلزال أو حدث آخر غير متوقع.
المظهر
يعتبر هذا الموضوع شخصي للغاية، حيث أن لدينا جميعًا أذواق وتفضيلات مختلفة فيما يتعلق بما نعتبره ممتعًا.
ومع ذلك، هناك عناصر معينة في التصميم يمكن أن يتفق عليها كل شخص – مثل الحفاظ على نظام الألوان بسيطًا ومرتبًا – والذي يمكن أن يساعدك في إنشاء هيكل يرضي أعين معظم الناس.
الهيكل الوظيفي
في حين أن الجماليات مهمة، إلا أنها يجب ألا تسبق الوظيفة عند تصميم هيكل جديد.
فإذا كنت تقوم ببناء مبنى للمكاتب، فأنت لا تريد أن تحتوي جميع مساحات مكتبك على نوافذ جنوبية لأن هذا سيجعل الجو حارًا للغاية بالنسبة للموظفين خلال أشهر الصيف.
وستحتاج إلى بعض التوازن بين الجماليات والوظيفة بحيث لا يبدو منتجك النهائي قبيحًا للعين ولكنه يلبي أيضًا الغرض المقصود منه.
وبالإضافة إلى ذلك، من المهم ليس فقط للمباني ولكن أيضًا للأنواع الأخرى من الهياكل مثل الجسور أو الطرق،
أن تكون في مأمن من الانهيار بسبب قرارات التصميم السيئة التي تم اتخاذها في وقت مبكر في مراحل التخطيط؛
وإلا فقد يتم فقدان الأرواح بسبب الحوادث الناجمة عن اختيارات التصميم السيئة،
التي يتم اتخاذها لاحقًا عند الانتهاء من خطط البناء دون مراعاة المخاطر المحتملة التي تنطوي عليها تلك القرارات نفسها.
التأثير بيئي
يجب أن تفكر في التأثير الذي سيحدثه تصميمك على البيئة.
فهناك الكثير مما يجب مراعاته عند تصميم الهياكل الجديدة.
ويجب على المهندس مراعاة وظائف تصميماته وتكلفتها وسلامتها وتأثيرها على البيئة.
كما أنه يحتاج أيضًا إلى تطوير مواد جديدة أكثر صداقة للبيئة وأقل تكلفة من المواد التقليدية مثل الفولاذ أو الخرسانة.
