巩 文 君
(悉地国际设计顾问(深圳)有限公司,广东 深圳 518048)
谈医院建筑结构设计的特点
巩 文 君
(悉地国际设计顾问(深圳)有限公司,广东 深圳 518048)
介绍了医院建筑结构在体型与结构体系方面的特点,阐述了医院建筑结构的抗震设计方法,并归纳总结了医院建筑结构设计阶段应注意的问题,旨在确保医院建筑结构的安全稳定性。
医院,建筑结构,抗震设计,结构体系
医院类建筑属于一种特殊的重要的公建,关系到国计民生,社会影响,在发生灾害时是重要的救援场所。
我司从2007年开始成立医疗事业部,专门开展医疗类建筑设计工作。CCDI结构专业也开始接触医院的相关结构设计工作,到目前为止,已设计医疗类项目30多个。典型的有滁州二院城南新院区项目设计,郑州大学第一附属医院门诊医技楼工程,汕头大学医学院第二附属医院医疗中心大楼,河南省三门峡市中心医院新住院大楼,湛江市第二人民医院住院综合楼(一期),深圳市龙岗区坪地人民医院迁址重建项目,龙岗区横岗人民医院改扩建工程项目,深圳市宝安区中医院扩建工程(一期)等项目。这些项目的地点分别位于6度,7度和8度区,包括了新建改建和扩建项目,种类多样,设计复杂。总结这些项目的特点,汇总如下。
1)按照使用功能,医院建筑主要分为门诊楼,医技楼,住院楼等几种。门诊楼,医技楼的建筑功能多样,流线十分复杂,人员密集往来,常常设计为多层建筑。住院楼则相对来说功能较单一,常常设计为高层建筑。
2)门诊楼,医技楼的平面一般为不规则形状,而且经常有开大洞,大跨度,大悬挑等情况。但因为是多层结构,很少涉及超限。
3)住院楼的平面最常见的为趋向于窄长形一字形平面,或者将几个条形平面组合为Y形,L形等平面。住院楼高层很少有转换,错层等复杂高层的情况出现。所以,目前医院项目还没有超限情况出现。
4)医院设计也经常将不同的功能部分进行组合,常见的组合为门诊+医技楼,或者医技+住院楼。前者常常表现为多层建筑,后者则为高层。这种设计往往在竖向有收进的情况,而且收进幅度较大。
5)门诊楼,医技楼等多层建筑常在入口设计大雨篷,顶层设计透明的玻璃顶棚。这些通常采用钢结构。高层住院楼则通常在楼顶设计较高的钢架,上面挂有医院的招牌。门诊楼,医技楼,住院楼,后勤服务楼之间往往设计有互相联系的1层或2层连廊,采用钢筋混凝土或者钢结构,风雨天气也可通行。
6)住院楼高度一般在60 m~100 m之间,很少超过100 m。其中80 m最常见。
1)门诊楼,医技楼以及其他辅助房屋,多层一般采用钢筋混凝土框架结构体系。
2)住院楼一般采用框架—剪力墙结构,在电梯楼梯位置布置剪力墙。由于平面窄长和建筑的限制,剪力墙或筒体往往只能布置在平面两端边角位置,形成偏置。
3)楼盖体系一般采用主次梁体系。根据轴网尺寸,采取双向板的主次梁体系或者单向板梁板体系。个别大跨度的,两个方向跨度相近的,采用密肋楼板。住院楼对于梁高常有限高要求,做扁梁的情况较多。考虑医院特殊的减振隔声要求,楼板厚度至少采用120 mm。
4)基础设计,按照各项目情况设计,门诊楼,医技楼以及其他辅助房屋因为是多层结构,多采用独立基础加防水板,也有采用管桩。住院楼采用桩基础或者筏板基础。如果多层和高层有相同连在一起的大底盘(地下室),则高层用深基础,多层用天然基础,地下部分用后浇带分开,出地面后用缝分开。抗浮的问题采用在底板均布锚杆解决。
1)按《建筑工程抗震设防分类标准》医院建筑属于重点设防类,地震作用按本地区基本烈度计算,抗震措施(如抗震等级、锚固长度、长宽比、剪力墙间距等)按提高一度设计。此条需严格执行,反映在施工图中。
2)按照新高规,需要确定合理的结构抗震性能设计目标,至少采用C级以上。关键构件以及普通竖向构件应在中震下不屈服或保持弹性。如果为三甲医院或者一定规模以上的医院,还需专门进行地震安全性评价,按照情况制定更高的抗震性能设计目标。
3)对于结构开大洞部分,竖向收进位置的楼板等均需要加强,厚度采用150,双层双向配筋,配筋率大于0.25%。竖向收进位置的结构构件也应加强。
4)对于大雨篷,屋顶钢架,需要将其加入总模型中计算,加强和主体的连接,避免在强震中塌落。
1)在设计前期或者开始阶段,结构就应介入,对于竖向构件的布置掌握主动权,尽量在配合建筑的前提下,把剪力墙核心筒均匀布置在平面两侧和其他合适的位置。柱子尽量对齐核心筒,并使核心筒开洞上下对齐。估计剪力墙的厚度,使建筑在墙厚度尺寸处有预留富余量,避免后期因计算增加墙厚时,其他专业难以调整。对于大开洞的情况,尽量建议建筑调整边线,使主梁可以拉接。对于大跨度大悬挑,争取增加柱子或采用斜撑,提高结构可靠性。
2)在设计开始阶段,仔细了解建筑功能,对荷载进行详细分类。医院由于功能复杂,房间类别非常多,其中较重的楼面荷载有血库,供应品仓库,药品中心,直线加速器室、模拟机室、伽马刀室、CT室、X光、DSA室、MRI(核磁共振)室、手术室、消毒室等。有些荷载,在规范上难以查到数值。此时就需要和建筑专业确定,让建筑专业把荷载全部写在平面上,作为设计依据,并归档。
3)设计时适当考虑未来功能改变引起的设计调整。由于医院科室经常会调整,而且医学科技发展迅速,带来新的功能房间,故平面布置会发生变化。结构设计可以采取适当增加梁板配筋的方法考虑。另外,裙房屋顶常会放置较重的设备,其重量在设计末期甚至施工后才会确定。这就需要联系相关专业和业主,及早确定此荷载。设计时要增加配筋。
4)特殊房间的特殊设计要求,如X光,CT,DSA,核磁共振等,有防辐射要求,根据防辐射当量不同,对周边结构构件厚度有不同的要求。需要仔细了解建筑构造方面的要求,在设计中满足相关防辐射要求。
1)设计时要充分考虑建筑功能方面的特殊性,紧密和其他专业配合,了解特殊功能房间设计荷载和设计方法。
2)医疗类建筑,虽然种类繁多,功能复杂,但总体来说高度不会很高,结构形式也比较常规,采用钢筋混凝土结构基本可满足要求。但需要设计人员仔细认真,考虑全面,而且也了解钢结构和混凝土结构连接的相关设计。
3)对于抗震设计要求比较严格,需按照乙类建筑提高抗震措施。
Brief illustration on hospital building structure design features
Gong Wenjun
(CCDIDesignConsulting(Shenzhen)Co.,Ltd,Shenzhen518048,China)
The paper introduces hospital building structure features from aspects of style and structure system, illustrates seismic design methods of hospital building structure, and summarizes matters needing attention at design stage of hospital building structure, with a view to guarantee the safety and stability of hospital building structure.
hospital, building structure, seismic design, structural system
2016-11-25
巩文君(1970- ),女,工程师
1009-6825(2017)04-0056-02
TU318
A