鋼結(jié)構(gòu)展覽廳設(shè)計(jì)是建筑領(lǐng)域的一個(gè)重要課題，它不僅要求設(shè)計(jì)師具備扎實(shí)的理論知識和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還要求他們能夠靈活運(yùn)用各種設(shè)計(jì)軟件和工具。在設(shè)計(jì)過程中，需要充分考慮展覽廳的功能需求、空間布局以及材料選擇等因素，以確保設(shè)計(jì)既美觀又實(shí)用。還需要關(guān)注展覽廳的安全性能，如防火、防盜等方面的問題，以確保觀眾的安全。一個(gè)成功的鋼結(jié)構(gòu)展覽廳設(shè)計(jì)需要綜合考慮多方面的因素，力求達(dá)到最佳的視覺效果和實(shí)用性。

以下是關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)展覽廳畢業(yè)設(shè)計(jì)的一些要點(diǎn)：

一、設(shè)計(jì)前期

需求分析
- 功能需求
  - 明確展覽廳的功能分區(qū)，如展示區(qū)、接待區(qū)、交流區(qū)等。根據(jù)參考資料，在畢業(yè)設(shè)計(jì)展廳設(shè)計(jì)中，要根據(jù)展示內(nèi)容和觀眾需求劃分功能區(qū)域，以滿足不同的活動需求，如展示區(qū)用于陳列展品，接待區(qū)用于迎接觀眾等 $1$ 。
  - 考慮展品的類型和展示方式，確定是否需要特殊的結(jié)構(gòu)支撐或空間布局。例如，大型的汽車展品可能需要較大的無柱空間展示，這就對鋼結(jié)構(gòu)的跨度提出要求。
- 用戶需求
  - 分析觀眾的流量和參觀習(xí)慣，設(shè)計(jì)合理的參觀流線。就像在一般的展廳設(shè)計(jì)中，要確保觀眾能夠按照一定順序全面、系統(tǒng)地參觀展示內(nèi)容，避免流線交叉和擁堵 $1$ 。
  - 考慮客戶或指導(dǎo)教師對于展覽廳整體風(fēng)格、形象以及傳達(dá)信息的要求。
場地分析
- 地理?xiàng)l件
  - 如果場地處于地震多發(fā)區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)就需要重點(diǎn)考慮，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡卣鹆叶鹊葏?shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì)加強(qiáng)。
  - 對于風(fēng)荷載較大的地區(qū)，要確保鋼結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力，如合理設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的外形以減少風(fēng)阻，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)等。
- 場地周邊環(huán)境
  - 若周邊有建筑物，要考慮新的鋼結(jié)構(gòu)展覽廳與周邊建筑的協(xié)調(diào)性，包括建筑高度、外觀色彩等方面。同時(shí)，還要注意施工過程中對周邊環(huán)境的影響，如噪音、灰塵等。

二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)選型
- 框架結(jié)構(gòu)
  - 優(yōu)點(diǎn)是空間布局靈活，可以根據(jù)展覽廳的功能需求方便地劃分內(nèi)部空間。例如，在大型的綜合性展覽廳中，可以通過框架結(jié)構(gòu)形成不同大小的展示單元 $4$ 。
  - 缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度相對較小，在地震或風(fēng)荷載作用下可能產(chǎn)生較大的側(cè)向位移，需要合理設(shè)置支撐體系來提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
- 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
  - 適用于大跨度的展覽廳，其受力性能好，能夠?qū)⒑奢d均勻地分布到各個(gè)桿件上。例如，一些大型的航空航天展覽廳采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)較大的無柱空間展示大型飛行器模型等 $4$ 。
  - 缺點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)構(gòu)造相對復(fù)雜，施工難度較大，需要較高的施工技術(shù)水平。
- 門式剛架結(jié)構(gòu)
  - 常用于輕型鋼結(jié)構(gòu)展覽廳，具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、造價(jià)較低的優(yōu)點(diǎn)。在一些小型的臨時(shí)展覽廳或者對建筑空間要求不高的展覽廳設(shè)計(jì)中比較適用 $4$ 。
  - 但其適用的跨度相對有限，并且在側(cè)向荷載作用下的性能不如其他結(jié)構(gòu)形式。
結(jié)構(gòu)計(jì)算
- 荷載計(jì)算
  - 恒荷載包括鋼結(jié)構(gòu)自重、屋面材料重量、墻面材料重量等。例如，根據(jù)所選的鋼材型號和截面尺寸計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)的自重，屋面采用的彩鋼板重量等也要計(jì)入恒荷載。
  - 活荷載要考慮人員荷載、展品荷載等。人員荷載根據(jù)展覽廳的使用性質(zhì)和預(yù)計(jì)的人流量確定，展品荷載則根據(jù)展品的重量和分布情況計(jì)算。
  - 風(fēng)荷載根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，按照相關(guān)規(guī)范計(jì)算不同高度和體型系數(shù)下的風(fēng)荷載大小。
  - 地震荷載根據(jù)場地的地震設(shè)防烈度，采用合適的地震反應(yīng)譜方法計(jì)算結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力和變形。
- 內(nèi)力分析與設(shè)計(jì)
  - 使用結(jié)構(gòu)分析軟件（如STS、3D3S等）對選定的鋼結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行內(nèi)力分析，得到桿件的軸力、彎矩、剪力等內(nèi)力值 $4$ 。
  - 根據(jù)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行桿件的截面設(shè)計(jì)，確保桿件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度滿足規(guī)范要求。例如，對于受壓桿件要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，防止桿件在壓力作用下發(fā)生失穩(wěn)破壞。

三、建筑設(shè)計(jì)

空間布局
- 依據(jù)功能需求和結(jié)構(gòu)選型確定展覽廳的內(nèi)部空間劃分。例如，采用大跨度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時(shí)，可以減少內(nèi)部柱子的設(shè)置，從而擴(kuò)大展示區(qū)的空間連續(xù)性 $1$ 。
- 合理規(guī)劃參觀流線，設(shè)置入口、出口、休息區(qū)等。休息區(qū)要分布在參觀流線的適當(dāng)位置，避免觀眾過度疲勞。
外觀設(shè)計(jì)
- 鋼結(jié)構(gòu)的外露部分可以成為建筑外觀的特色元素，通過對鋼結(jié)構(gòu)桿件的排列、造型設(shè)計(jì)等創(chuàng)造獨(dú)特的建筑外觀形象。
- 選擇合適的外墻材料和色彩，使其與鋼結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)。例如，采用玻璃幕墻可以使展覽廳內(nèi)部空間通透，同時(shí)與鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代感相匹配。

四、施工組織設(shè)計(jì)

施工流程
- 基礎(chǔ)施工，包括土方開挖、基礎(chǔ)澆筑等。對于鋼結(jié)構(gòu)展覽廳的基礎(chǔ)，要確保其能夠承受鋼結(jié)構(gòu)傳來的荷載，并且與鋼結(jié)構(gòu)的連接可靠。
- 鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝，先在工廠制作鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行安裝。制作過程中要嚴(yán)格控制構(gòu)件的尺寸精度和焊接質(zhì)量，安裝時(shí)要注意吊裝順序和臨時(shí)支撐的設(shè)置。
- 屋面和墻面施工，安裝屋面和墻面材料，如彩鋼板、保溫材料等。
施工進(jìn)度計(jì)劃
- 確定各個(gè)施工階段的開始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間，合理安排工序的搭接。例如，在鋼結(jié)構(gòu)制作的同時(shí)可以進(jìn)行基礎(chǔ)的養(yǎng)護(hù)，以縮短總工期。
- 考慮到可能影響施工進(jìn)度的因素，如天氣、材料供應(yīng)等，制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。
施工質(zhì)量控制
- 建立質(zhì)量控制體系，對鋼結(jié)構(gòu)的原材料、制作過程、安裝過程等進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和控制。例如，對鋼材的質(zhì)量證明文件進(jìn)行檢查，對焊接質(zhì)量進(jìn)行無損檢測等。
- 按照相關(guān)的建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，確保展覽廳的結(jié)構(gòu)安全和使用功能滿足要求。

五、經(jīng)濟(jì)分析

造價(jià)估算
- 計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)部分的造價(jià)，包括鋼材費(fèi)用、制作安裝費(fèi)用等。鋼材費(fèi)用取決于鋼材的型號、用量和市場價(jià)格，制作安裝費(fèi)用與施工工藝、難度等有關(guān)。
- 計(jì)算建筑其他部分（如屋面、墻面、基礎(chǔ)等）的造價(jià)，匯總得到展覽廳的總造價(jià)。
成本控制
- 在設(shè)計(jì)階段，通過合理的結(jié)構(gòu)選型、材料選擇等降低造價(jià)。例如，選擇合適的鋼材型號，避免過度設(shè)計(jì)造成材料浪費(fèi)。
- 在施工階段，嚴(yán)格控制材料的用量和施工成本，減少不必要的變更和浪費(fèi)。