林良耀
摘要:本文針對(duì)醫(yī)療建筑項(xiàng)目的特點(diǎn),簡要分析醫(yī)療建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路和做法。
關(guān)鍵詞:平面不規(guī)則;大跨度框架;穿層柱
一、院區(qū)工程概況
本項(xiàng)目位于蘇州主城區(qū)東部。根據(jù)控制性詳細(xì)規(guī)劃劃定的項(xiàng)目初步用地紅線范圍,本項(xiàng)目位于星華街以西,西洛巷以北地塊?;啬蟼?cè)為高層住宅,西側(cè)和北側(cè)為相鄰地塊宿舍建筑。
本工程設(shè)計(jì)按照二級(jí)甲等綜合醫(yī)院進(jìn)行設(shè)計(jì),總床位數(shù)為600床,日門診量為3000人/日。項(xiàng)目總用地面積38075m2,總建筑面積164200m2(含地下50000m2),設(shè)計(jì)采用半集中式的醫(yī)院布局方式,將門診、保健、醫(yī)技、綜合住院、VIP門診、VIP住院、康復(fù)中心幾大功能通過環(huán)形醫(yī)療主街連通形成院落式建筑布局。
在建筑材料選用上,采用較高的混凝土強(qiáng)度(C50)和高強(qiáng)鋼筋(HRB400),減小梁柱截面,增加建筑使用空間,使建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)經(jīng)濟(jì)。
入口大雨篷采用輕鋼結(jié)構(gòu),能滿足建筑造型要求,也符合綠色建筑設(shè)計(jì)采用可回收建筑材料的要求。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(一)工程概況
本工程為蘇州中環(huán)婦幼保健醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目,病房樓為地下二層,地上十六層,結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu);門診樓、康復(fù)中心為地下二層,地上五層,急診醫(yī)技樓為地下二層,地上四層,結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。
(二)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限50年,安全等級(jí)一級(jí)
(三)抗震設(shè)防的有關(guān)參數(shù)
本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,場(chǎng)地類別III類,場(chǎng)地特征周期為0.45s,結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05,因本工程為重點(diǎn)設(shè)防類(乙類)建筑,按提高一度(即8度)采取抗震措施。病房樓及地下室框架及剪力墻抗震等級(jí)為一級(jí)。門診、急診醫(yī)技樓、康復(fù)中心框架抗震等級(jí)為二級(jí),其中門診大廳抗震措施一級(jí)。
(四)設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)要求
1.荷載
(1)屋面及樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):診室,辦公:2.0配電房:10.0;血庫,檔案,病案,書庫等:5.0密集柜檔案庫:12.0多功能廳:3.0口腔科、手術(shù)室:3.0電梯機(jī)房:7.0強(qiáng)弱電間:8.0樓梯間、電梯廳:3.5上人(不上人屋面):2.0(0.5)計(jì)算機(jī):5.0放射機(jī)房10.0消毒室:6.0庫房(含藥庫、血庫):5.0有分隔的蹲廁衛(wèi)生間:8.0。
2.結(jié)構(gòu)選型
2.1地基基礎(chǔ)
本工程基礎(chǔ)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告采用預(yù)應(yīng)力砼管樁基礎(chǔ),門診醫(yī)技樓采用500mm預(yù)應(yīng)力砼管樁基礎(chǔ),以7-2層粉土夾粉質(zhì)粘土作為樁端持力層,樁長28m,樁間距為2m,樁端進(jìn)入持力層≥2m。單樁承載力抗壓特征值為1400KN。
純地下室部分采用500mm預(yù)制方樁,以6-2層粉質(zhì)粘土作為樁端持力層,樁長28m,樁間距為2m,樁端進(jìn)入持力層≥2m。單樁承載力抗拔特征值為750KN。
病房樓采用600mm預(yù)應(yīng)力砼管樁,以8-2層粘土作為樁端持力層,樁長45m,樁間距為2.4m,樁端進(jìn)入持力層≥2m。單樁承載力抗壓特征值為3000KN。
2.2抗側(cè)力體系
病房樓地下二層,地上十六層,結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu);門診樓、康復(fù)中心為地下二層,地上五層,急診醫(yī)技樓為地下二層,地上四層結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。
2.3屋蓋及樓蓋結(jié)構(gòu)
本工程采用鋼筋混凝土梁板體系。
2.4變形縫設(shè)置
本工程體型復(fù)雜,在地面以上通過設(shè)置抗震縫將結(jié)構(gòu)劃分為相對(duì)較規(guī)則的幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元,以減少溫度和混凝土收縮對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響。
地下室設(shè)置普通后澆帶與沉降后澆帶,并采用補(bǔ)償收縮混凝土澆筑,不設(shè)沉降縫與永久性溫度縫。
2.5結(jié)構(gòu)分析
(1)整體分析
本工程使用中國建筑科學(xué)研究院PK.PMCAD工程部編制的結(jié)構(gòu)分析程序《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件SATWE》(V3.2版)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。分析中考慮上部結(jié)構(gòu)與地下室作為一個(gè)整體,上部結(jié)構(gòu)的嵌固點(diǎn)位于±0.000,風(fēng)荷載按兩個(gè)主軸方向作用。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)難點(diǎn)
門診大廳洞口尺寸16mX28m,四層通高,且存在樓板局部不連續(xù),故本單體考慮偶然偏心的規(guī)定水平地震力下扭轉(zhuǎn)位移比控制在1.2以內(nèi),按一般不規(guī)則建筑考慮。
急診醫(yī)技樓四層會(huì)議廳兩層通高,開洞尺寸16.2mX32.4m,會(huì)議室屋頂標(biāo)高20.4m,與主屋面標(biāo)高18.000m高差2.4m。屋頂平面中主梁尺寸400X1400、350X1200,次梁250X700,構(gòu)件配筋合理,其中主梁上翻,梁頂標(biāo)高21.000m。
3.1針對(duì)各單體的不規(guī)則情況,采取以下抗震措施
針對(duì)裙房開洞薄弱處,開洞周邊現(xiàn)澆板板厚采用150厚,配筋率按0.25%加強(qiáng),周邊框架梁設(shè)置抗扭縱筋和箍筋,梁全長箍筋間距100mm,直徑不小于12mm并采用四肢箍;抗扭鋼筋間距100,直徑不小于16mm。
針對(duì)個(gè)別穿層柱,采取以下抗震措施:穿層柱采用井字復(fù)合箍箍筋直徑不小于12mm,肢距不大于150mm。穿層柱相鄰的上下層樓板適當(dāng)加厚,配筋適當(dāng)加強(qiáng)。
嚴(yán)格控制豎向構(gòu)件的軸壓比,從而提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的變形能力。
四、結(jié)束語
醫(yī)療建筑的特點(diǎn)是建筑功能復(fù)雜,應(yīng)該注意各功能準(zhǔn)確的荷載取值。從結(jié)構(gòu)上來說,一般醫(yī)療建筑建筑平面開洞較多,經(jīng)常出現(xiàn)凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)情況,應(yīng)注意不規(guī)則項(xiàng)的判別。門診大廳通常會(huì)出現(xiàn)大跨度結(jié)構(gòu)的共享大屋蓋,可采用網(wǎng)架屋蓋或者混凝土屋蓋,此時(shí)通常伴隨著穿層柱的出現(xiàn),應(yīng)采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施。
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(作者單位:浙江省現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司)