醫(yī)療建筑是救死扶傷的生命線(xiàn)工程,在抗震救災(zāi)中起到很重要的作用。醫(yī)院建筑在地震中不僅要不倒塌,還應(yīng)能繼續(xù)使用,擔(dān)負(fù)起救援的重要職責(zé),所以醫(yī)院建筑應(yīng)高于當(dāng)?shù)胤课萁ㄖ目拐鹪O(shè)防要求。
汶川地震后,住建部頒布的《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》中,提高了學(xué)校、醫(yī)院等人員密集的公共服務(wù)場(chǎng)所的設(shè)防要求。這次修訂中,明確將二級(jí)、三級(jí)醫(yī)院均提高為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)(即乙類(lèi)),而且對(duì)于二級(jí)醫(yī)院的急救處理范圍不能或難以覆蓋的縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)中建立的具有外科手術(shù)室和急診科的醫(yī)院或衛(wèi)生院,都提高了其抗震設(shè)防類(lèi)別。
按照《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》3.0.2條,“重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)(乙類(lèi)),應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施……”。確定為乙類(lèi)建筑的醫(yī)療建筑,一些計(jì)算參數(shù)與丙類(lèi)建筑的選取有所區(qū)別:抗震等級(jí)應(yīng)提高烈度后再查《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》表6.1.2,各種調(diào)整系數(shù)相應(yīng)依此取值;剪力墻間距、抗震縫均應(yīng)按照提高烈度后的烈度值進(jìn)行計(jì)算;但最大適用高度可按本地區(qū)烈度依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》表6.1.1采用。
需要指出的是,根據(jù)《中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法》第三十五條規(guī)定,“重大建設(shè)工程和可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程,應(yīng)當(dāng)按照國(guó)務(wù)院有關(guān)規(guī)定進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià),并按照經(jīng)審定的地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告所確定的抗震設(shè)防要求進(jìn)行抗震設(shè)防”、“對(duì)學(xué)校、醫(yī)院等人員密集場(chǎng)所的建設(shè)工程,應(yīng)當(dāng)按照高于當(dāng)?shù)胤课萁ㄖ目拐鹪O(shè)防要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工,采取有效措施,增強(qiáng)抗震設(shè)防能力。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性要求具備安全性、適用性、耐久性三大功能要求。作為民用建筑的公共建筑醫(yī)療建筑,需著重注意滿(mǎn)足可靠性功能要求的安全性,這就要求設(shè)計(jì)初期對(duì)醫(yī)療建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從樓蓋體系的選擇、結(jié)構(gòu)縫的設(shè)置、主樓與裙房沉降設(shè)置、特殊醫(yī)技用房的設(shè)計(jì)等格外注意。
樓蓋體系的選擇
門(mén)診樓及住院樓柱網(wǎng)一般為7.5m~8.5m,且兩個(gè)方向軸網(wǎng)相差不多。樓蓋常采用井字梁結(jié)構(gòu)。井字梁結(jié)構(gòu)兩個(gè)方向受力均勻,并且由于板的跨度不大,對(duì)于隔墻荷載具有一定的優(yōu)越性。因?yàn)榘鍍?nèi)需敷設(shè)較多的管線(xiàn),樓板厚度不宜小于100mm。一般醫(yī)療建筑標(biāo)準(zhǔn)層層高4m左右,由于設(shè)備管線(xiàn)較多,建筑走廊凈空要求在2.5m以上,所以對(duì)結(jié)構(gòu)梁高有嚴(yán)格要求,此時(shí)根據(jù)柱跨度,走道部分框架梁可做成寬扁梁,樓蓋采用密肋樓蓋。寬扁梁應(yīng)注意裂縫和撓度控制。
結(jié)構(gòu)縫的設(shè)置
醫(yī)療建筑中的住院樓一般由一至兩個(gè)護(hù)理單元組成。根據(jù)功能需要,建筑平面多為細(xì)長(zhǎng)形。從結(jié)構(gòu)上說(shuō),即長(zhǎng)寬比經(jīng)常可能達(dá)到6以上。建筑長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),結(jié)構(gòu)受內(nèi)部混凝土的約束,易產(chǎn)生溫度裂縫;長(zhǎng)寬比過(guò)大,狹長(zhǎng)的建筑物在地震時(shí)由于梁端地震波有位相差而容易產(chǎn)生不規(guī)則震動(dòng),產(chǎn)生較大震害。所以,這種情況,通常在中部采用設(shè)置防震縫兼伸縮縫的方法將建筑分為兩部分。但是,醫(yī)療建筑使用功能復(fù)雜,在醫(yī)療工藝設(shè)計(jì)中為了防止上下潔污交叉感染,結(jié)構(gòu)中部經(jīng)常無(wú)法設(shè)縫,所以屬于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。由于未設(shè)變形縫,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮溫度應(yīng)力的影響。在設(shè)計(jì)時(shí)可采取以下措施:
1.每隔30m~50m設(shè)置后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶;
2.加強(qiáng)屋面保溫措施,屋面板宜用雙層雙向配筋;
3.內(nèi)外縱墻、山墻及端開(kāi)間等溫度應(yīng)力較大部位做好維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱,設(shè)計(jì)時(shí)考慮溫度應(yīng)力影響,增加配筋并采取構(gòu)造措施;
4.在混凝土攪拌過(guò)程中,可以適當(dāng)摻入少量外加劑,補(bǔ)償混凝土收縮。當(dāng)然,外加劑并不能消除后期溫度變化引起的應(yīng)力。
主樓與裙房基礎(chǔ)沉降控制
綜合醫(yī)院一般分門(mén)診樓和住院樓,住院樓多為高層建筑,而門(mén)診樓多為4~6層的多層建筑。建筑功能上要求住院樓和門(mén)診樓相連。由于高層和多層的荷載差異較大,所以基礎(chǔ)易產(chǎn)生明顯的沉降差,有可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)難以承受的內(nèi)力和變形。為了避免由此造成的結(jié)構(gòu)上的過(guò)大的裂縫,可以在高層和多層之間設(shè)置沉降縫,將其分成兩個(gè)獨(dú)立沉降的單元。
設(shè)置沉降縫后,雖然解決了建筑物的沉降差異而產(chǎn)生過(guò)大裂縫的問(wèn)題,但是由于上部結(jié)構(gòu)必須在沉降縫兩側(cè)設(shè)置獨(dú)立的抗側(cè)力構(gòu)件,形成雙梁、雙柱、雙墻,給建筑在使用和功能上帶來(lái)不便,結(jié)構(gòu)上也存在基礎(chǔ)埋深、整體穩(wěn)定等問(wèn)題。因此是否設(shè)縫,需要根據(jù)具體情況綜合考慮。如果不設(shè)沉降縫,高層和多層間的沉降協(xié)調(diào)就至關(guān)重要。
當(dāng)高層與裙樓之間不設(shè)永久性沉降縫時(shí),在設(shè)計(jì)中還需采取以下措施減少主裙樓間沉降差:
1.施工時(shí)先施工主樓,后施工裙樓;
2.主樓與裙樓間設(shè)置沉降后澆帶,后澆帶內(nèi)混凝土待主樓沉降穩(wěn)定后方可澆筑;
3.加大主樓與裙樓間連接基礎(chǔ)梁剛度及配筋。
4特殊醫(yī)技用房的設(shè)計(jì)
由于一些特殊的醫(yī)技用房,如胃腸室、CT、DSA、核磁共振室等有防輻射的要求,根據(jù)防輻射當(dāng)量不同,對(duì)機(jī)房墻壁及頂板的厚度有不同的要求。比如墻體采用360mm厚實(shí)心磚墻或200mm~300mm厚混凝土墻(但應(yīng)注意混凝土墻對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響),房間頂板及底板混凝土厚度不小于150mm。直線(xiàn)加速器、伽馬刀機(jī)房等混凝土墻的厚度要達(dá)到1.2m~2.5m,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提出大體積混凝土的處理方法,如水泥應(yīng)采用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥,適當(dāng)摻入少量化學(xué)添加劑等措施。此外,這些醫(yī)技用房需要敷設(shè)很多管線(xiàn),部分設(shè)備可能會(huì)有振動(dòng),房間的地面下沉部分需采用焦渣填充,上面覆100mm厚細(xì)石混凝土及建筑面層做法。設(shè)備管線(xiàn)可以從下沉部分中預(yù)埋,同時(shí)也可以有效解決設(shè)備振動(dòng)產(chǎn)生的影響。