医院建筑结构设计的探讨
摘?要
建筑结构是支撑和满足建筑空间环境及功能的力学体系，结构的设计随着科学技术及材料的发展而不断进步。文章介绍了结构专业在满足安全的基础上，怎样配合建筑其他相关专业进行医院建筑方面的设计。通过分析医院建筑的功能特点及难点，阐述了结构的选型、抗震抗风参数的设定及设计中应注意的问题。
关键词
医院建筑 结构设计 大体积混凝土 大跨度梁
医院建筑较一般公共建筑，在满足特殊医疗设备的要求、内部使用功能等方面都有很大的不同，结构工程师要设计好医院建筑，应注意以下几个问题——
一、结构的选型
医院建筑主要由门诊、医技、住院及后勤保障等功能用房组成。病房楼一般层数较高，大多在10层以上，采用框架-剪力墙结构既能满足结构抗震、抗风的要求，又能适用建筑对空间的需求。门诊、医技及附属用房由于层数较低，一般采用框架结构。医院建筑由于设备用房较多，大部分设有地下室，常用的结构形式有梁板式筏形基础，如果地质条件较好，门诊、医技楼也可采用独基加抗水板或片筏基础。
, http://www.100md.com
根据现代医院建筑功能和医疗流程的需要，门诊、医技、病房一般综合设计成综合楼，使结构体系和基础形式相连，结构设计师可以做以下处理：
第一，将门诊、医技与病房楼用伸缩缝脱开，使基础和地下室相连，以解决由于结构体系不同所带来的抗震问题。
第二，采用沉降后浇带来解决由于门诊、医技多层建筑与病房楼高层建筑层数相差过大所带来的地基沉降差问题。
二、抗震、抗风参数的设定
医院建筑属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线建筑，抗震设防类别为重点设防类，所以，应按本地区抗震设防烈度进行计算，抗震措施(包括抗震措施和抗震构造措施)应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求进行设计。病房楼一般层数较高，很多都超过60m，这时设计应采用100年一遇的基本风压值，如果没有确凿的依据可按50年一遇的基本风压值的1.1倍考虑。
, 百拇医药
三、应注意的问题
(一)楼板设计
医院建筑因功能复杂，各科室较多，房间布置很难设计规整，不仅如此，在医院主体完工后，经常会出现医院的各个科室功能改变的情况，用房的布局常有较大变动，所以结构工程师在设计之初就应考虑这一点，可将结构楼板做成厚板结构，省去不必要的次梁，门诊、医技楼框架主梁配筋时可适当增大1.1倍左右，以适应房间布局的变化。
在设计楼板配筋时，配筋不宜太小，不宜用弹塑性算法计算，因为医院属于公共场所，如楼板出现裂缝或楼板挠度过大，会对患者和医务人员造成恐慌，从而对医院的形象造成不利的影响。再有医院的设备较多，板上开洞较多，而且由于后期特殊科室的深化设计，在主体完工后，很可能仍需在楼板上重新开洞，这样对楼板有很大的损害，所以结构设计师在设计之初就应考虑这些。
(二)地下室设计
, 百拇医药
医院建筑地下室设备较多，要求做地沟排水的房间较多，如空调机房、生活水泵房、中心吸引、热交换站等，可在基础顶留有300mm厚的覆土，虽然荷载会增加一些，但房间做排水地沟非常方便，比起局部降底基础底板来综合效益要好。
(三)医院建筑大跨度大空间的设计
随着现代医院建筑的飞速发展，医院门诊大厅、会议室空间的设计越来越大，目前大跨度梁设计有预应力梁、钢结构梁、普通混凝土梁。一提到大空间，结构设计师首先想的是预应力、钢结构，认为普通混凝土梁做不了大跨度，其实不必排斥大跨度普通梁，普通梁虽然有重量大、挠度裂缝不易控制等缺点，但它具有抗震力强(与预应力相比)、造价底，施工方便等优点(见图1)。
(四)大体积混凝土的设计和施工
医院建筑有个特殊的房间——直线加速器室。电子直线加速器是放疗中心治疗肿瘤的大型医疗设备，一般建在地下室。由于防辐射要求，局部顶板及墙体厚度达近2.4m，砼墙厚度1.7m。大体积混凝土施工主要的难点是控制裂缝，砼墙、板的配筋，除满足受力钢筋外，为控制砼裂缝的出现，配筋率最小为0.3%，钢筋应细、密。另外，控制裂缝还应从施工的方法、材料和施工管理上采取措施。
, 百拇医药
大体积混凝土设计施工应注意的问题：材料，水泥应采用低水化热水泥，混凝土强度采用C30，骨料强度高，级配好。施工时混凝土温差控制在20℃以内；注意当天的温度、湿度，必要时搭棚；注意内外温度，插温度计；砼的养护，专人负责；两小时浇一次水等；设计人员应与施工人员多沟通，必要时可参与施工方案的制订，以确保大体积混凝土裂缝控制在国家允许范围之内。
四、各房间的功能、荷载及建筑细部做法
医院建筑的结构设计师可能对直线加速器室、CT室、模拟机室、伽马刀室、核磁共振室、手术室、X光室、DSA室等有设备且常见用房比较了解，除此之外的有些房间也较为重要，例如血透室中的水处理，房间内的设备比较重，大概在2t~8t之间，所以活荷载一定要取足；再有蒸汽消毒房间，设备也很重，一台设备约1t~2t左右；还有档案室、测听室、消防控制中心等等这都是结构设计师需要注意的地方。
五、填充墙和外立面的设计
填充墙裂缝是建筑工程的通病，出现裂缝虽然对结构没有很大影响，但要考虑到住在医院的是患者和医护人员，大面积的裂缝会对患者的心里造成负面影响甚至恐慌，所以设计时要严格按规范设计填充墙，施工交底时也应嘱咐施工和监理人员认真负责，不要认为它是非结构构件就不予重视。
六、结束语
总之，结构工程师要具备扎实的结构设计功底，对建筑的流程及各房间功能了如指掌，积极主动地与建筑、设备专业配合，不断总结医院设计经验。 (编辑 吕志新), 百拇医药(文|李子峰)
建筑结构是支撑和满足建筑空间环境及功能的力学体系，结构的设计随着科学技术及材料的发展而不断进步。文章介绍了结构专业在满足安全的基础上，怎样配合建筑其他相关专业进行医院建筑方面的设计。通过分析医院建筑的功能特点及难点，阐述了结构的选型、抗震抗风参数的设定及设计中应注意的问题。
关键词
医院建筑 结构设计 大体积混凝土 大跨度梁
医院建筑较一般公共建筑，在满足特殊医疗设备的要求、内部使用功能等方面都有很大的不同，结构工程师要设计好医院建筑，应注意以下几个问题——
一、结构的选型
医院建筑主要由门诊、医技、住院及后勤保障等功能用房组成。病房楼一般层数较高，大多在10层以上，采用框架-剪力墙结构既能满足结构抗震、抗风的要求，又能适用建筑对空间的需求。门诊、医技及附属用房由于层数较低，一般采用框架结构。医院建筑由于设备用房较多，大部分设有地下室，常用的结构形式有梁板式筏形基础，如果地质条件较好，门诊、医技楼也可采用独基加抗水板或片筏基础。
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根据现代医院建筑功能和医疗流程的需要，门诊、医技、病房一般综合设计成综合楼，使结构体系和基础形式相连，结构设计师可以做以下处理：
第一，将门诊、医技与病房楼用伸缩缝脱开，使基础和地下室相连，以解决由于结构体系不同所带来的抗震问题。
第二，采用沉降后浇带来解决由于门诊、医技多层建筑与病房楼高层建筑层数相差过大所带来的地基沉降差问题。
二、抗震、抗风参数的设定
医院建筑属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线建筑，抗震设防类别为重点设防类，所以，应按本地区抗震设防烈度进行计算，抗震措施(包括抗震措施和抗震构造措施)应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求进行设计。病房楼一般层数较高，很多都超过60m，这时设计应采用100年一遇的基本风压值，如果没有确凿的依据可按50年一遇的基本风压值的1.1倍考虑。
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三、应注意的问题
(一)楼板设计
医院建筑因功能复杂，各科室较多，房间布置很难设计规整，不仅如此，在医院主体完工后，经常会出现医院的各个科室功能改变的情况，用房的布局常有较大变动，所以结构工程师在设计之初就应考虑这一点，可将结构楼板做成厚板结构，省去不必要的次梁，门诊、医技楼框架主梁配筋时可适当增大1.1倍左右，以适应房间布局的变化。
在设计楼板配筋时，配筋不宜太小，不宜用弹塑性算法计算，因为医院属于公共场所，如楼板出现裂缝或楼板挠度过大，会对患者和医务人员造成恐慌，从而对医院的形象造成不利的影响。再有医院的设备较多，板上开洞较多，而且由于后期特殊科室的深化设计，在主体完工后，很可能仍需在楼板上重新开洞，这样对楼板有很大的损害，所以结构设计师在设计之初就应考虑这些。
(二)地下室设计
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医院建筑地下室设备较多，要求做地沟排水的房间较多，如空调机房、生活水泵房、中心吸引、热交换站等，可在基础顶留有300mm厚的覆土，虽然荷载会增加一些，但房间做排水地沟非常方便，比起局部降底基础底板来综合效益要好。
(三)医院建筑大跨度大空间的设计
随着现代医院建筑的飞速发展，医院门诊大厅、会议室空间的设计越来越大，目前大跨度梁设计有预应力梁、钢结构梁、普通混凝土梁。一提到大空间，结构设计师首先想的是预应力、钢结构，认为普通混凝土梁做不了大跨度，其实不必排斥大跨度普通梁，普通梁虽然有重量大、挠度裂缝不易控制等缺点，但它具有抗震力强(与预应力相比)、造价底，施工方便等优点(见图1)。
(四)大体积混凝土的设计和施工
医院建筑有个特殊的房间——直线加速器室。电子直线加速器是放疗中心治疗肿瘤的大型医疗设备，一般建在地下室。由于防辐射要求，局部顶板及墙体厚度达近2.4m，砼墙厚度1.7m。大体积混凝土施工主要的难点是控制裂缝，砼墙、板的配筋，除满足受力钢筋外，为控制砼裂缝的出现，配筋率最小为0.3%，钢筋应细、密。另外，控制裂缝还应从施工的方法、材料和施工管理上采取措施。
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大体积混凝土设计施工应注意的问题：材料，水泥应采用低水化热水泥，混凝土强度采用C30，骨料强度高，级配好。施工时混凝土温差控制在20℃以内；注意当天的温度、湿度，必要时搭棚；注意内外温度，插温度计；砼的养护，专人负责；两小时浇一次水等；设计人员应与施工人员多沟通，必要时可参与施工方案的制订，以确保大体积混凝土裂缝控制在国家允许范围之内。
四、各房间的功能、荷载及建筑细部做法
医院建筑的结构设计师可能对直线加速器室、CT室、模拟机室、伽马刀室、核磁共振室、手术室、X光室、DSA室等有设备且常见用房比较了解，除此之外的有些房间也较为重要，例如血透室中的水处理，房间内的设备比较重，大概在2t~8t之间，所以活荷载一定要取足；再有蒸汽消毒房间，设备也很重，一台设备约1t~2t左右；还有档案室、测听室、消防控制中心等等这都是结构设计师需要注意的地方。
五、填充墙和外立面的设计
填充墙裂缝是建筑工程的通病，出现裂缝虽然对结构没有很大影响，但要考虑到住在医院的是患者和医护人员，大面积的裂缝会对患者的心里造成负面影响甚至恐慌，所以设计时要严格按规范设计填充墙，施工交底时也应嘱咐施工和监理人员认真负责，不要认为它是非结构构件就不予重视。
六、结束语
总之，结构工程师要具备扎实的结构设计功底，对建筑的流程及各房间功能了如指掌，积极主动地与建筑、设备专业配合，不断总结医院设计经验。 (编辑 吕志新), 百拇医药(文|李子峰)