摘要：本文针对以某新建医院建筑项目为研究对象，对该项目进行结构设计分析，从抗震性能设计、结构布置及荷载取值、房屋高度判定及嵌固端选取、楼板结构设计、防辐射结构专项设计等方面进行了详细的总结，提出了医疗建筑结构设计要点，为新建医院建筑结构设计带来借鉴依据。
关键词：新建医院项目；抗震性能；结构楼板设计；防辐射
医院建筑是指提供医疗、护理病人之用的公共建筑。医院建筑功能复杂，对结构设计提出了较高的要求。医院医疗建筑应重视平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能和经济合理性的影响。本文结合安徽省某新建医院建筑项目，对结构设计中所需要注意的地方进行总结和探讨。
1.工程概况
某工程是按三级甲等医院标准设计和配置的综合性医院，地下2层，地上裙房4层，首层层高5.7米，标准层层高4.8米。负一层南侧入口为综合门诊，室外标高为-4.900，地上4层功能为部分门诊和部分医技。在大厅的上空有跨度为40.5m的高大空间，平面中部设有天井，天井上空设有大跨度玻璃采光顶，整体鸟瞰实景如图1所示。
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图1：整体鸟瞰实景图
2 抗震性能设计
本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.1g，设计地震分组第一组，场地类别为II类,特征周期为0.35s，水平地震影响系数最大值0.08（多遇地震），结构阻尼比0.05。结构形式：框架结构；抗震设防类别：重点设防类（乙类）；抗震等级为二级，结构重要性系数1.1。与大跨度桁架相连的竖向构件按中震弹性设计，与桁架支承柱相连的纵向框架梁按中震不屈服设计。
3荷载取值
医疗建筑在活荷载取值上有一定的特殊性，《建筑结构荷载规范》中对于医疗特殊用途
的房间荷载没有明确规定。本设计中参考《全国民用建筑工程设计技术措施》附录F中楼面活荷载的补充规定，并配合医疗工艺专业所提供的使用荷载取值。医技楼及其他专用房间的活荷载取值见表1。
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3 结构布置
医院中较大荷载的楼层需考虑该区域结构构件尺寸相应增加对楼层使用高度的影响，建筑层高和柱跨应均匀变化，尽量避免平面和竖向突变，以达到结构受力和经济性的合理；对于设备用房、大量分散设置的厕所降板要求，建筑设计应做到布局合理，尽量控制和减少降板，以减小荷载和因降板导致梁高加大对相关区域净高的影响。
本工程楼面采用主次梁布置，大厅上空有跨度40.5m的高大空间。采用带腹杆的钢桁架，两侧相连的框架柱采用劲性混凝土柱，延伸的一跨采用劲性混凝土梁。楼板采用组合楼板。中部天井上空设有大跨度玻璃顶采光顶，此部分结构采用H型钢梁刚架。
4 房屋高度判定及嵌固端选取
负一层南侧入口为综合门诊，室外标高为-4.900，导致地下室仅三周外墙与填土紧密接触。一层层高5.7m，二层~四层层高均为4.8m。总高度：0.3+5.7+4.8+4.8+4.8=20.4m＜24m，但南侧入口处室外标高为-4.900，4.9+5.7+4.8+4.8+4.8=25m＞24m。剖面示意图如图2所示。
以上所述，因景观设计和建筑使用功能等因素，一侧地下室顶板与主楼交接处地下室顶板存在高差，仅三周外墙与填土紧密接触，地下室顶板作为上部结构整体计算的嵌固端不妥，设计时取负二层地下室顶板作为嵌固端。但在实际设计时不论计算时是否选取地下室顶板作为嵌固端，仍需考虑地下室顶板实际的嵌固作用，对地下室顶板进行加强措施，必要时可以采取地下室顶板和负二层顶板分别作为嵌固端两种模型包络设计。
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图2：剖面示意图
5楼板结构设计
本工程按建筑功能要求，在入口、中部处设有几个中庭，形成了楼板局部不连续，开洞面积≤30%楼层面积，开洞后每边楼板净宽度大于2m，仅在19~20轴局部Y向楼板不满足有效楼板宽度大于楼面宽度50%。针对形成的楼板局部不连续。主体结构平面尺寸106.5mx134m，属于平面超长。故采用MIDAS软件进行超长楼板温度应力分析和中震弹性分析，结果如下：
降温30℃下楼板应力云图分别如下图所示：
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X向楼板整体拉应力约1.01MPa左右，最大拉应力为2.70MPa，位于刚度较大的柱子附近，超过C30混凝土抗拉强度标准值（2.01Mpa），在该区域配置防裂抗拉钢筋；Y向楼板整体拉应力约1.05MPa左右，最大拉应力为2.20MPa，位于刚度较大的柱子附近，超过C30混凝土抗拉强度标准值（2.01Mpa），在该区域配置防裂抗拉钢筋。
中震弹性下楼板应力云图分别如下图所示：
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X向楼板整体拉应力约1.75MPa左右，在弱连接楼板最大拉应力为3.10MPa，超过C30混凝土抗拉强度标准值（2.01Mpa），在该区域采用加大板厚、配筋加强等措施；Y向楼板整体拉应力约1.35MPa左右，在弱连接楼板最大拉应力为2.27MPa，超过C30混凝土抗拉强度标准值（2.01Mpa），在该区域采用加大板厚、配筋加强等措施。
在楼板开洞处局部有穿层柱，计算时对穿层柱采取增大地震作用力，严格控制轴压比，增大柱截面，提高配筋率等措施。
6防辐射结构专项设计
为防止医学射线对人员及环境造成伤害，以及电磁环境对医疗设备的影响，需进行防护设置。根据《中国医院建设指南》和《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》等相关标准，DR、CT、DSA、MRI和X光等医用设备房间需要考虑防辐射的要求，利用混凝土、防辐射涂料和铅板等进行防护处理，在设计阶段需要对混凝土板厚、墙体提出防护和材质的要求。
在本工程设计中，根据《中国医院建设指南》CT室墙体采用370mm实心砖墙，DR室墙体采用240mm实心砖墙，其他设备房间墙体普通墙体即可。针对医院防辐射结构设计时，应充分了解各医用设备，不能一概而论，同时需提前与厂家沟通，各专业配合设计，避免返工和浪费。另外这些医用设备房间需要设置设备检修管沟，楼板需要降板300mm。
7结论
新建医院建筑设计所涉及的建筑功能较多较杂，需要各专业互相配合来完成整个设计。根据医院建筑的特点合理选择结构体系，检验科、放射科及核医学等涉及二次深化设计的需要和专业厂家密切配合，在设计初期充分考虑需要的防护厚度、板厚和墙体厚度，包括后期需要预留的洞口等。在开展医院建筑设计工作时，既要符合不同的医疗功能需求，也要保证医院主体结构可行并且安全。
文献
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[2] 解 兵 . 新建医院建筑结构设计常见问题探讨 [J]. 中国医院建筑与装备， 2016 （ 04 ）： 76-78.
[3] 王崇艳 . 浅谈医院防辐射土建结构设计［ J ］ . 有色金属设计，2009 （02）
作者简介：王婷婷（1989-），女，安徽安庆人，毕业于武汉大学，硕士，工程师。专业方向：结构工程