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【摘要】虚拟现实技术主要由概念和结构优化设计等组成。本文对虚拟现实技术分析时，主要从工程设计人员的实际经验出发，利用信息技术和科学手段相结合，设计出安全、可靠、经济的方案，实现了优化结构设计的目的。
【关键词】虚拟现实技术；概念；优化
随着建筑行业的不断发展，建筑设计、拆迁设计和建筑建筑结构设计工作越来越繁琐。为了设计出比较经济、环保、安全的方案，虚拟现实技术开始广泛应用到建筑设计中。此种技术不但可以降低设计难度，还可以设计出直观、形象的建筑结构，满足了人们对建筑设计的要求。
一、虚拟现实技术
（一）概念
虚拟现实技术是一种利用计算机系统创建的虚拟世界，可以生成交互式三维环境，参与者不仅可以清晰的感受到建筑模型的存在，还可以根据建筑运动和操作做出响应，是一种可以利用触觉、感觉和听觉的感官器官感受的一种信息存在。简而言之，虚拟现实技术是一种比较理想的人机交互界面形式。用户通常只需要佩戴头盔和传感手套，就可以在虚拟环境中漫游。此种技术具有交互性、想象性和临境性特点。
（二）虚拟现实技术发展状况
虚拟现实语言出现后，可以进行全景背景、视频、音频、对象运动和纹理映射等操作。随着虚拟技术的不断发展，已经可以实现X3D转换，促进了虚拟技术的发展。X3D技术是XML和JAVA两种技术的整合，能够进行可视化机损和参数化计算。在虚拟技术的不断发展下，已经产生了各种虚拟技术，对建筑结构的构建具有很大作用。
二、虚拟技术在建筑结构工程的具体应用
虚拟现实技术是一种反映现实世界存在的真实物体模型，可以是施工的房屋建筑，也可以是拆迁或产品的工程模型。此种技术主要将现实生活中的数据，利用计算机和多种设备转化为人们可以接收的物理现象，让人们感受到虚拟世界的存在。具体应用如下：
第一，珠海市建筑设计院承接了沙坪坝“工人村16号片区危改（汇景铂庭）”由于此项目的难点是建筑房型比较杂糅，进行此项目设计时，此项目负责人利用虚拟现实体验，让人们可以感受建成后的建筑情况，并邀请开发商和还迁户参与到其中，同时对事项建设实际数据进行分析，设计出形象、直观的设计方案，满足了开发商和还迁户的要求，最大化地利用了建筑。第二，宏帆曦城项目的建筑设计。该项目规划建设用地位于江北区大石坝组团D14-7地块，是重庆市江北区重点经济适用房和部分还迁房。此项目设计师结合实际情况，构建模拟三维环境，然后利用虚拟现实技术实现了计算、设计、画图等操作，不仅降低了建筑设计难度，还给项目设计增加了创新感。第三，贵州金沙县建安壹号小区景观方案设计。该项目位于贵州省金沙县，建筑设计属于ART DECO建筑设计风格，采用黄色系石材作为外墙材料，整体印象高耸、挺拔、稳定，缔造出经典欧陆风情的景观气质。进行此项目设计时，利用虚拟现实技术，让设计者和工程人员直观形象的看到设计效果，感受建筑周围环境的变化，不仅降低了设计人员劳动力度，还提高了设计质量，减少了资金浪费。
三、虚拟现实技术与结构概念、优化设计的结合
（一）结构概念设计
概念是人们的发展中对某类事物发展总结出理解，从工程结构上分析，概念就是对金属结构经济和安全的把握。按照工程设计内容，可以将工程设计内容划分为两种。一种是符号推理作业，主要进行设计工作；另一种是数值计算工作，主要进行分析、绘图、填写各种表格和计算等。从设计方法上，前者称之为概念设计，后者称之为细节设计。
概念设计可以体现先进设计思想。建筑结构项目中，工程设计人员不仅要在规定的建筑空间中，利用结构设计概念设计出总体方案，还要对建筑结构各个体系之间的力学关系进行总结，详细计算各个构件的关系。
（二）概念设计的主要内容
1.结构方案阶段
结构方案阶段主要进行结构方案选择，包括结构形式和结构体系。结构体系的受力方向必须明确，而且同一结构单元不应使用不同的结构体系；合理选择结构类型，同时确定结构方案并进行比较。
2.结构计算结果分析
第一，荷载计算。荷载计算式主要对施工荷载、地震荷载、风和在和雪荷载等进行计算。上述不同荷载的计算，必须根据荷载要求和规定，利用组合系数对不同工况下的组合进行计算。第二，构件试算。当荷载值计算出来后，可以根据构件操作要求，利用手册试算方法确定结构界面。第三，计算内力。按照构件界面及荷载计算构件内力，主要对拉力、剪力、轴心压力进行计算。第四，计算构件。构件计算必须根据结构内力及规范操作要求等，对裂缝、轴压比和挠度进行确定，如果构件界面布置不满足施工要求，必须反复布置，直到满足施工规范为止。
（三）概念设计中虚拟现实技术的应用
虚拟技术和三维建模技术的广泛应用，给概念设计提供了很大的平台。在结构概念中应用虚拟现实技术表示在虚拟环境中，建筑设计人员利用数据库、工程数据等建筑三维虚拟模型，在短期内，形成具有强烈立体感和现实感的仿真系统，进而进行优化分析和参数化设计，比较设计方案并进行修改。
（四）优化设计张虚拟现实技术的应用
在三维可视化虚拟环境中，设计人员可以借助CAD软件等构建立体模型，然后再将几何信息输入到有限元分析中，形成可视化有限元模型，然后对该模型进行分析。模型形成后的数据分别储存在对应的数据库里面，同时可以转化为图像数据文件，以图像形式转化出来，让设计人员在虚拟环境中进行模拟计算，进而优化参数设计。最后不断进行静力学及动力学分析，利用图像或图像的形式展示出来，给设计人员的优化设计提供方便。
结束语：
虚拟现实技术的广泛应用，给建筑设计注入了新鲜活力，在建筑概念设计、结构优化等方面具有很大的作用。此种技术的特点是减少建筑劳动、降低设计人员的工作量，同时优化了整体结构性能。在虚拟现实技术的不断发展下，提高了工程质量，降低了工程成本，实现了结构的优化。
参考文献：
[1]吴涛.虚拟现实技术在建筑设计领域的应用[J].工程设计CAD与智能建筑，2012，（03）.
[2]严均，刘永健.虚拟现实技术在土木建筑工程中的应用研究[J].长沙交通学院学报，2013，（05）.
[3]刘铮，孙俊，刘利先.建筑结构概念设计与虚拟现实技术[J].工业建筑，2012，（01）.
[4]吴炜煜.建筑结构动力反应分析过程仿真表现方法[J].系统仿真学报，2015，（02）.
【关键词】虚拟现实技术；概念；优化
随着建筑行业的不断发展，建筑设计、拆迁设计和建筑建筑结构设计工作越来越繁琐。为了设计出比较经济、环保、安全的方案，虚拟现实技术开始广泛应用到建筑设计中。此种技术不但可以降低设计难度，还可以设计出直观、形象的建筑结构，满足了人们对建筑设计的要求。
一、虚拟现实技术
（一）概念
虚拟现实技术是一种利用计算机系统创建的虚拟世界，可以生成交互式三维环境，参与者不仅可以清晰的感受到建筑模型的存在，还可以根据建筑运动和操作做出响应，是一种可以利用触觉、感觉和听觉的感官器官感受的一种信息存在。简而言之，虚拟现实技术是一种比较理想的人机交互界面形式。用户通常只需要佩戴头盔和传感手套，就可以在虚拟环境中漫游。此种技术具有交互性、想象性和临境性特点。
（二）虚拟现实技术发展状况
虚拟现实语言出现后，可以进行全景背景、视频、音频、对象运动和纹理映射等操作。随着虚拟技术的不断发展，已经可以实现X3D转换，促进了虚拟技术的发展。X3D技术是XML和JAVA两种技术的整合，能够进行可视化机损和参数化计算。在虚拟技术的不断发展下，已经产生了各种虚拟技术，对建筑结构的构建具有很大作用。
二、虚拟技术在建筑结构工程的具体应用
虚拟现实技术是一种反映现实世界存在的真实物体模型，可以是施工的房屋建筑，也可以是拆迁或产品的工程模型。此种技术主要将现实生活中的数据，利用计算机和多种设备转化为人们可以接收的物理现象，让人们感受到虚拟世界的存在。具体应用如下：
第一，珠海市建筑设计院承接了沙坪坝“工人村16号片区危改（汇景铂庭）”由于此项目的难点是建筑房型比较杂糅，进行此项目设计时，此项目负责人利用虚拟现实体验，让人们可以感受建成后的建筑情况，并邀请开发商和还迁户参与到其中，同时对事项建设实际数据进行分析，设计出形象、直观的设计方案，满足了开发商和还迁户的要求，最大化地利用了建筑。第二，宏帆曦城项目的建筑设计。该项目规划建设用地位于江北区大石坝组团D14-7地块，是重庆市江北区重点经济适用房和部分还迁房。此项目设计师结合实际情况，构建模拟三维环境，然后利用虚拟现实技术实现了计算、设计、画图等操作，不仅降低了建筑设计难度，还给项目设计增加了创新感。第三，贵州金沙县建安壹号小区景观方案设计。该项目位于贵州省金沙县，建筑设计属于ART DECO建筑设计风格，采用黄色系石材作为外墙材料，整体印象高耸、挺拔、稳定，缔造出经典欧陆风情的景观气质。进行此项目设计时，利用虚拟现实技术，让设计者和工程人员直观形象的看到设计效果，感受建筑周围环境的变化，不仅降低了设计人员劳动力度，还提高了设计质量，减少了资金浪费。
三、虚拟现实技术与结构概念、优化设计的结合
（一）结构概念设计
概念是人们的发展中对某类事物发展总结出理解，从工程结构上分析，概念就是对金属结构经济和安全的把握。按照工程设计内容，可以将工程设计内容划分为两种。一种是符号推理作业，主要进行设计工作；另一种是数值计算工作，主要进行分析、绘图、填写各种表格和计算等。从设计方法上，前者称之为概念设计，后者称之为细节设计。
概念设计可以体现先进设计思想。建筑结构项目中，工程设计人员不仅要在规定的建筑空间中，利用结构设计概念设计出总体方案，还要对建筑结构各个体系之间的力学关系进行总结，详细计算各个构件的关系。
（二）概念设计的主要内容
1.结构方案阶段
结构方案阶段主要进行结构方案选择，包括结构形式和结构体系。结构体系的受力方向必须明确，而且同一结构单元不应使用不同的结构体系；合理选择结构类型，同时确定结构方案并进行比较。
2.结构计算结果分析
第一，荷载计算。荷载计算式主要对施工荷载、地震荷载、风和在和雪荷载等进行计算。上述不同荷载的计算，必须根据荷载要求和规定，利用组合系数对不同工况下的组合进行计算。第二，构件试算。当荷载值计算出来后，可以根据构件操作要求，利用手册试算方法确定结构界面。第三，计算内力。按照构件界面及荷载计算构件内力，主要对拉力、剪力、轴心压力进行计算。第四，计算构件。构件计算必须根据结构内力及规范操作要求等，对裂缝、轴压比和挠度进行确定，如果构件界面布置不满足施工要求，必须反复布置，直到满足施工规范为止。
（三）概念设计中虚拟现实技术的应用
虚拟技术和三维建模技术的广泛应用，给概念设计提供了很大的平台。在结构概念中应用虚拟现实技术表示在虚拟环境中，建筑设计人员利用数据库、工程数据等建筑三维虚拟模型，在短期内，形成具有强烈立体感和现实感的仿真系统，进而进行优化分析和参数化设计，比较设计方案并进行修改。
（四）优化设计张虚拟现实技术的应用
在三维可视化虚拟环境中，设计人员可以借助CAD软件等构建立体模型，然后再将几何信息输入到有限元分析中，形成可视化有限元模型，然后对该模型进行分析。模型形成后的数据分别储存在对应的数据库里面，同时可以转化为图像数据文件，以图像形式转化出来，让设计人员在虚拟环境中进行模拟计算，进而优化参数设计。最后不断进行静力学及动力学分析，利用图像或图像的形式展示出来，给设计人员的优化设计提供方便。
结束语：
虚拟现实技术的广泛应用，给建筑设计注入了新鲜活力，在建筑概念设计、结构优化等方面具有很大的作用。此种技术的特点是减少建筑劳动、降低设计人员的工作量，同时优化了整体结构性能。在虚拟现实技术的不断发展下，提高了工程质量，降低了工程成本，实现了结构的优化。
参考文献：
[1]吴涛.虚拟现实技术在建筑设计领域的应用[J].工程设计CAD与智能建筑，2012，（03）.
[2]严均，刘永健.虚拟现实技术在土木建筑工程中的应用研究[J].长沙交通学院学报，2013，（05）.
[3]刘铮，孙俊，刘利先.建筑结构概念设计与虚拟现实技术[J].工业建筑，2012，（01）.
[4]吴炜煜.建筑结构动力反应分析过程仿真表现方法[J].系统仿真学报，2015，（02）.