钢结构展览厅毕业设计（钢结构展览厅毕业设计的一些要点）

钢结构展览厅设计是建筑领域的一个重要课题，它不仅要求设计师具备扎实的理论知识和丰富的实践经验，还要求他们能够灵活运用各种设计软件和工具。在设计过程中，需要充分考虑展览厅的功能需求、空间布局以及材料选择等因素，以确保设计既美观又实用。还需要关注展览厅的安全性能，如防火、防盗等方面的问题，以确保观众的安全。一个成功的钢结构展览厅设计需要综合考虑多方面的因素，力求达到最佳的视觉效果和实用性。

以下是关于钢结构展览厅毕业设计的一些要点：

一、设计前期

需求分析
- 功能需求
  - 明确展览厅的功能分区，如展示区、接待区、交流区等。根据参考资料，在毕业设计展厅设计中，要根据展示内容和观众需求划分功能区域，以满足不同的活动需求，如展示区用于陈列展品，接待区用于迎接观众等 $1$ 。
  - 考虑展品的类型和展示方式，确定是否需要特殊的结构支撑或空间布局。例如，大型的汽车展品可能需要较大的无柱空间展示，这就对钢结构的跨度提出要求。
- 用户需求
  - 分析观众的流量和参观习惯，设计合理的参观流线。就像在一般的展厅设计中，要确保观众能够按照一定顺序全面、系统地参观展示内容，避免流线交叉和拥堵 $1$ 。
  - 考虑客户或指导教师对于展览厅整体风格、形象以及传达信息的要求。
场地分析
- 地理条件
  - 如果场地处于地震多发区，钢结构的抗震设计就需要重点考虑，要根据当地的地震烈度等参数进行结构计算和设计加强。
  - 对于风荷载较大的地区，要确保钢结构的抗风能力，如合理设计钢结构的外形以减少风阻，加强结构连接节点等。
- 场地周边环境
  - 若周边有建筑物，要考虑新的钢结构展览厅与周边建筑的协调性，包括建筑高度、外观色彩等方面。同时，还要注意施工过程中对周边环境的影响，如噪音、灰尘等。

二、钢结构设计

结构选型
- 框架结构
  - 优点是空间布局灵活，可以根据展览厅的功能需求方便地划分内部空间。例如，在大型的综合性展览厅中，可以通过框架结构形成不同大小的展示单元 $4$ 。
  - 缺点是结构的侧向刚度相对较小，在地震或风荷载作用下可能产生较大的侧向位移，需要合理设置支撑体系来提高结构的稳定性。
- 网架结构
  - 适用于大跨度的展览厅，其受力性能好，能够将荷载均匀地分布到各个杆件上。例如，一些大型的航空航天展览厅采用网架结构，可以实现较大的无柱空间展示大型飞行器模型等 $4$ 。
  - 缺点是节点构造相对复杂，施工难度较大，需要较高的施工技术水平。
- 门式刚架结构
  - 常用于轻型钢结构展览厅，具有结构简单、施工方便、造价较低的优点。在一些小型的临时展览厅或者对建筑空间要求不高的展览厅设计中比较适用 $4$ 。
  - 但其适用的跨度相对有限，并且在侧向荷载作用下的性能不如其他结构形式。
结构计算
- 荷载计算
  - 恒荷载包括钢结构自重、屋面材料重量、墙面材料重量等。例如，根据所选的钢材型号和截面尺寸计算钢结构的自重，屋面采用的彩钢板重量等也要计入恒荷载。
  - 活荷载要考虑人员荷载、展品荷载等。人员荷载根据展览厅的使用性质和预计的人流量确定，展品荷载则根据展品的重量和分布情况计算。
  - 风荷载根据当地的气象资料，按照相关规范计算不同高度和体型系数下的风荷载大小。
  - 地震荷载根据场地的地震设防烈度，采用合适的地震反应谱方法计算结构在地震作用下的内力和变形。
- 内力分析与设计
  - 使用结构分析软件（如STS、3D3S等）对选定的钢结构体系进行内力分析，得到杆件的轴力、弯矩、剪力等内力值 $4$ 。
  - 根据内力计算结果进行杆件的截面设计，确保杆件的强度、稳定性和刚度满足规范要求。例如，对于受压杆件要进行稳定性验算，防止杆件在压力作用下发生失稳破坏。

三、建筑设计

空间布局
- 依据功能需求和结构选型确定展览厅的内部空间划分。例如，采用大跨度的网架结构时，可以减少内部柱子的设置，从而扩大展示区的空间连续性 $1$ 。
- 合理规划参观流线，设置入口、出口、休息区等。休息区要分布在参观流线的适当位置，避免观众过度疲劳。
外观设计
- 钢结构的外露部分可以成为建筑外观的特色元素，通过对钢结构杆件的排列、造型设计等创造独特的建筑外观形象。
- 选择合适的外墙材料和色彩，使其与钢结构相协调。例如，采用玻璃幕墙可以使展览厅内部空间通透，同时与钢结构的现代感相匹配。

四、施工组织设计

施工流程
- 基础施工，包括土方开挖、基础浇筑等。对于钢结构展览厅的基础，要确保其能够承受钢结构传来的荷载，并且与钢结构的连接可靠。
- 钢结构制作与安装，先在工厂制作钢结构构件，然后运输到现场进行安装。制作过程中要严格控制构件的尺寸精度和焊接质量，安装时要注意吊装顺序和临时支撑的设置。
- 屋面和墙面施工，安装屋面和墙面材料，如彩钢板、保温材料等。
施工进度计划
- 确定各个施工阶段的开始时间和持续时间，合理安排工序的搭接。例如，在钢结构制作的同时可以进行基础的养护，以缩短总工期。
- 考虑到可能影响施工进度的因素，如天气、材料供应等，制定相应的应对措施。
施工质量控制
- 建立质量控制体系，对钢结构的原材料、制作过程、安装过程等进行质量检验和控制。例如，对钢材的质量证明文件进行检查，对焊接质量进行无损检测等。
- 按照相关的建筑规范和标准进行施工，确保展览厅的结构安全和使用功能满足要求。

五、经济分析

造价估算
- 计算钢结构部分的造价，包括钢材费用、制作安装费用等。钢材费用取决于钢材的型号、用量和市场价格，制作安装费用与施工工艺、难度等有关。
- 计算建筑其他部分（如屋面、墙面、基础等）的造价，汇总得到展览厅的总造价。
成本控制
- 在设计阶段，通过合理的结构选型、材料选择等降低造价。例如，选择合适的钢材型号，避免过度设计造成材料浪费。
- 在施工阶段，严格控制材料的用量和施工成本，减少不必要的变更和浪费。