淺談南陽市骨科醫(yī)院新院門診病房綜合樓結(jié)構(gòu)設(shè)計（下）
3.結(jié)構(gòu)體系及分析
3.1結(jié)構(gòu)選型
病房樓、門診醫(yī)技綜合樓與連廊相接處皆采用縫寬200mm的抗震縫在±0.000以上分開。病房樓、門診醫(yī)技綜合樓采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震等級：框架二級，剪力墻一級。連廊部分采用混凝土框架結(jié)構(gòu),抗震等級：框架一級。計算地震作用時,多遇地震作用下的水平地震影響系數(shù)為0.08，基本地震作用下的水平地震影響系數(shù)按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）取值為 0.23，抗震措施按抗震設(shè)防烈度8度考慮。連廊部分及門診醫(yī)技樓的大門廳處構(gòu)件，采用性能化設(shè)計，構(gòu)件滿足中震抗剪彈性，抗彎不屈服。
通過設(shè)抗震縫后所分成的病房樓單體，結(jié)構(gòu)平面屬于L形，歷次地震災(zāi)害表明，平面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)在地震中震害加重。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計時宜選擇體型比較規(guī)則的平面，受力明確，傳力直接，減少扭轉(zhuǎn)的影響。若由此將病房樓再從T軸處設(shè)一道抗震縫，盡管結(jié)構(gòu)平面規(guī)則了，但是在醫(yī)療工藝上，由于抗震縫跨越了兩個潔凈區(qū)域，會導(dǎo)致潔污交叉感染。因此考慮到本工程設(shè)防烈度不高（0.10g），因此病房樓不再設(shè)抗震縫，而是采取如下加強措施來減小這種由于體型不規(guī)則所帶來的不利影響。
1).嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)的絕對位移。在考慮偶然偏向以及雙向地震作用下，層間位移角達到1/1200.
2).加強L形轉(zhuǎn)交薄弱部位板厚及加大梁截面。
病房樓由于使用要求，采用現(xiàn)澆混凝土梁板體系�；炷翉姸鹊燃墳�C35，典型框架梁截面為400x700，次梁截面為300x600；地下室頂板板厚180mm，整體性及抗震性能優(yōu)良。標(biāo)準(zhǔn)層樓板厚度一般為120mm，樓板薄弱處以及開大洞周邊板厚為150mm。
3.2病房樓超長
病房樓長約102m，較大寬度約為48m，且不設(shè)變形縫，其標(biāo)準(zhǔn)層典型平面簡圖如圖3所示，其長度遠遠超過了《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求。同時，結(jié)構(gòu)布置上，為了不影響建筑功能要求，剪力墻沿交通核周邊布置，在結(jié)構(gòu)兩端，由于布置了較多剪力墻，對樓蓋兩端起到了很大的約束作用，因此有必要進行溫差效應(yīng)分析。
工程地下室頂板平面尺寸94mx151m，地上通過抗震縫分成各個單體，地下連為一體。地下一層頂板溫度應(yīng)力不容忽略。依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012），南陽市本地基本氣溫最高為360C，最低為-70C，工程合攏時間為10~250C，因此結(jié)構(gòu)的最大溫升為260C，最大溫降為-320C。工程采用MIDAS Building對結(jié)構(gòu)進行整體分析。有限元分析顯示，在降溫320C工況下，板的最大溫度拉應(yīng)力為2.6MPa，通過分析溫差效應(yīng)計算結(jié)果采取以下構(gòu)造措施來控制溫度應(yīng)力：
1).設(shè)置間距不超過30m的溫度后澆帶，該縫在施工后兩個月用高一級的微膨脹混凝土澆筑；
2).采用低水化熱的水泥配置混凝土，并適量加入粉煤灰。
3).采用碎石骨料配置混凝土。
4).混凝土中按試驗配比添加HE-O抗裂防水劑。
5).混凝土中摻加聚丙烯化學(xué)纖維（HDC-PP纖維），摻量為 0.8kg/m3。
6).提高混凝土梁、板的配筋率標(biāo)準(zhǔn)。
7).施工時應(yīng)嚴(yán)格控制水膠比，注意養(yǎng)護，并采取合理的施工工序。
4.結(jié)構(gòu)設(shè)計中特殊問題處理
4.1荷載取值
醫(yī)院做為重點設(shè)防類（乙類），建筑功能復(fù)雜，活荷載取值有其特殊性，現(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》對很多醫(yī)院功能房間的樓面活荷載沒有明確規(guī)定。筆者參考《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》中關(guān)于樓面活荷載的規(guī)定，以及結(jié)合醫(yī)院具體施工工藝，對于本工程的主要樓面活荷載取值，如表2所示：
表2 門診病房樓活荷載取值
4.2層高
目前病房樓常做的層高為3.8米以上，本工程受限于規(guī)劃條件，建筑層高只能做到3.6米，由于病房樓設(shè)備管線較多，且建筑走廊凈空要求在2.5米以上，因此對于結(jié)構(gòu)的梁高有嚴(yán)格限制，根據(jù)本工程柱網(wǎng)布置特點，走廊框架梁做成寬扁梁600x400(高)，并控制寬扁梁的撓度以及裂縫。
4.3門診大廳
門診大廳是門診樓的入口和非常重要的交通樞紐，對表現(xiàn)醫(yī)院形象起到很關(guān)鍵的作用。山東省建筑設(shè)計研究院第五分院做為綠色醫(yī)院設(shè)計的倡導(dǎo)者和領(lǐng)導(dǎo)者，在南陽市骨科醫(yī)院新院門診樓大廳的建筑設(shè)計中，巧妙的引入了綠色、陽光等元素。結(jié)構(gòu)專業(yè)為了改變門診大廳以往沉悶的內(nèi)部空間，實現(xiàn)門診大廳開闊的空間感受，去掉大廳中三根框架柱，如圖4所示。
門診大廳三層以上樓面處，由于去掉框架柱所形成的大跨度框架梁，方案階段擬采用以下三種方案：
1）.轉(zhuǎn)換梁
根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，轉(zhuǎn)換梁的截面高度不宜小于計算跨度的1/8，因此本工程中轉(zhuǎn)換梁至少應(yīng)為2m高，如此高的轉(zhuǎn)換梁將壓低門診大廳凈空高度，給人一種壓抑感。
2).型鋼混凝土梁
采用型鋼混凝土梁，撓度、裂縫能很好的滿足，但是與型鋼混凝土梁相連的框架柱配筋較大，出現(xiàn)超筋情況，若采用型鋼混凝土柱，梁柱節(jié)點處鋼筋仍然比較多，施工麻煩，且很難滿足強柱弱梁。
3). 井字梁布置
鋼筋混凝土井字梁的經(jīng)濟跨度一般控制在20m內(nèi)，長跨跨度L1與短跨跨度L2之比 L1/L2最好是不大于1.5，本工程中由于建筑立面要求，9軸處框架柱需要內(nèi)退，導(dǎo)致長跨與短跨之比大于1.5，故采用正交井字梁不合適；考慮采用斜向井字梁，常用井字梁的截面高度一般取1/20~1/15，現(xiàn)擬采用0.85m梁高試算，周邊框架梁截面為450x900，井字梁截面為300x850，如圖7所示：
計算結(jié)果表明，采用斜放井字梁，梁高只有0.85m，能夠滿足建筑功能對于凈高的要求，且井字梁受力比較合理，框架柱沒有出現(xiàn)配筋率超限情況，撓度減小且變化緩慢，符合規(guī)范限值要求。
小結(jié)：
1）.方案階段，對于抗震縫的設(shè)置應(yīng)進行充分的論證。既要滿足結(jié)構(gòu)專業(yè)，同時需要考慮建筑使用功能，立面處理。本工程病房樓采用不設(shè)抗震縫的方案，雖然計算工作量較大，但避免了設(shè)抗震縫劃分單元后，對建筑功能造成不便。同時與各專業(yè)加強溝通協(xié)調(diào)，使結(jié)構(gòu)體系更加合理完善，設(shè)計出安全經(jīng)濟適用美觀的作品。
2).醫(yī)院建筑功能復(fù)雜，活荷載取值有其特殊性，醫(yī)療設(shè)備用房的荷載取值，應(yīng)根據(jù)具體用途、具體設(shè)備來確定。