鹿少磊

（中鐵十局濟(jì)南勘察設(shè)計(jì)院，濟(jì)南250100）

1 醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)體型方面的特征

醫(yī)院建筑從其使用功能看來，大致可以將其分為門診樓、醫(yī)技樓、住院樓等類型，不同類型建筑的特點(diǎn)及建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)如表1所示。

表1 醫(yī)院類型及體型特征

進(jìn)行醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往會根據(jù)建筑的不同功能進(jìn)行結(jié)合設(shè)計(jì)，其最為常見的是門診和醫(yī)技樓的結(jié)合以及醫(yī)技和住院樓的結(jié)合。前者的結(jié)合方式通常表現(xiàn)為多層建筑結(jié)構(gòu)，而后者則通常表現(xiàn)為高層建筑結(jié)構(gòu)[1～3]。醫(yī)院設(shè)計(jì)實(shí)例對比如表2所示。

表2 醫(yī)院設(shè)計(jì)實(shí)例對比

2 醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)在抗震方面的要求

隨著當(dāng)前醫(yī)院建筑逐漸向著高層化的方向發(fā)展，加之建筑的豎向布置越發(fā)復(fù)雜，很容易造成醫(yī)院建筑出現(xiàn)側(cè)向剛度突變等問題。局部樓層的高度變化、豎向構(gòu)件不連續(xù)等都是引發(fā)建筑側(cè)向高度突變的主要原因。

設(shè)備層作為常規(guī)的醫(yī)院建筑組成部分之一，其建筑層高通?？刂圃诩s2.6 m。例如，某醫(yī)院住院樓內(nèi)部的1層和3層是醫(yī)生的辦公和手術(shù)室等功能分區(qū)，其層高一般維持在約4.5 m，4層一般是設(shè)備層，其高度維持在約2.6 m，從第5層開始一直到頂層都為病房，其層高基本維持在約3.6 m，也正是因?yàn)樵O(shè)備層的高度數(shù)值僅為下部樓層層高的57%，很容易引發(fā)整個(gè)醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)豎向剛度突變問題。

3 進(jìn)一步完善醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的對策

3.1 判斷抗震設(shè)防類型

醫(yī)院建筑作為及時(shí)搶救人們生命的重要建筑工程，即使是在遭遇較大規(guī)模地震的情況下，依舊要達(dá)到能夠繼續(xù)使用的標(biāo)準(zhǔn)，也正因如此，醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防要求需要與一般的房屋建筑工程相比有所提高。在我國汶川大地震發(fā)生之后，我國相關(guān)部門所頒發(fā)的GB 20223—2008《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》中，對學(xué)校、醫(yī)院之類的人員密集程度較高的公共服務(wù)場所的抗震設(shè)防要求提高出更高的要求。簡單來說屬于乙類的學(xué)校和醫(yī)院等重點(diǎn)設(shè)防類建筑工程，需要超出當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度一級的要求。另外，根據(jù)我國相關(guān)的法律規(guī)范規(guī)定，重大建設(shè)或者是有可能發(fā)生次生災(zāi)害的建設(shè)工程需要按照相關(guān)規(guī)定開展地震安全性評價(jià)工作，并將評價(jià)報(bào)告結(jié)果作為基礎(chǔ)開展相應(yīng)的抗震設(shè)防工作。同時(shí)對于學(xué)校醫(yī)院這一類人員密集程度較高的建筑工程，需要在設(shè)計(jì)和施工的環(huán)節(jié)中，以當(dāng)?shù)氐姆课萁ㄖこ炭拐鹪O(shè)防要求作為基礎(chǔ)將數(shù)值進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣摺?/p>

3.2 醫(yī)院內(nèi)部建筑荷載數(shù)值的合理選擇

在當(dāng)前醫(yī)院工藝流程越發(fā)復(fù)雜的情況下，其內(nèi)部的功能房間數(shù)量也會逐漸增多，也正因?yàn)檫@些房間本身的功能差異，導(dǎo)致其所放置的儀器設(shè)備有所不同。為了更好地提高醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)自身的抗震性能，需要相關(guān)人員合理選擇各個(gè)功能房間的荷載數(shù)值，具體數(shù)值如表3所示。但需要注意的是，表3中的數(shù)據(jù)是以我國結(jié)構(gòu)安全度設(shè)置的水平現(xiàn)狀作為基礎(chǔ)的，建筑功能分區(qū)房間的荷載取值選擇和效應(yīng)合理組合是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全使用最為基礎(chǔ)的要求，并且對構(gòu)件承載能力的安全性以及耐久性將會產(chǎn)生最為直接的影響。

表3 醫(yī)院常用功能房間分區(qū)荷載數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)

3.3 建筑設(shè)備樓層側(cè)向剛度的有效控制

我國現(xiàn)行的GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中，給出了如下的樓層側(cè)向剛度公式：

式中，Ki為樓層側(cè)向剛度；Vi為樓層剪力；Δui為層間位移距離。

根據(jù)公式可知，樓層的側(cè)向剛度和層間位移距離及樓層之間的剪力有關(guān)。但從實(shí)際工程的樓層位移構(gòu)成看來，主要可以分為本樓層受力帶來的彎曲及剪切變形引發(fā)的應(yīng)變位移、下樓層轉(zhuǎn)動帶來的剛體位移2部分。一般而言，前者往往就是實(shí)際樓層側(cè)向剛度的真實(shí)反映。

醫(yī)院內(nèi)部的外科手術(shù)室對潔凈程度有較高的要求，這就需要在手術(shù)層的鄰近樓層上放置數(shù)量較多的潔凈設(shè)備，并且潔凈設(shè)備所在的樓層，因?yàn)槭艿酱参缓鸵?guī)劃要求的雙重限制，往往被設(shè)計(jì)成層高較低且荷載數(shù)量較大的設(shè)備夾層。與之相鄰的手術(shù)室以及病房層層高數(shù)值相對較高，很容易出現(xiàn)設(shè)備夾層的剛度突變。一般而言，可以從如下幾個(gè)層面解決這一剛度突變問題：（1）位于設(shè)備技術(shù)夾層內(nèi)部的梁柱需要使用鉸接處理。同時(shí)在梁板和墻柱內(nèi)留出的空隙，需要使用柔性材料進(jìn)行填充。而在結(jié)構(gòu)計(jì)算工作中，需要將設(shè)備夾層和相鄰樓層結(jié)合起來，按照1層進(jìn)行計(jì)算。（2）通過斜梁和斜柱的有效設(shè)置，將上下2層連成一體，確保設(shè)備層可以變?yōu)榧訌?qiáng)層，并借助手術(shù)室和上部樓層層高的有效調(diào)整，確保上下2部樓層的高度數(shù)值較為接近。

4 結(jié)語

與一般其他性質(zhì)的建筑工程相比，醫(yī)院建筑本身在抗震設(shè)防方面的要求相對較高，這也就需要設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中重視設(shè)備層高度突變問題的有效控制，并通過抗震設(shè)防類型的合理判斷，以及功能分區(qū)荷載數(shù)值的合理選擇，有效提升醫(yī)院建筑的抗震能力水平。