新建醫療建筑結構設計要點淺析

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摘要：醫療建筑屬于功能特殊的公共類建筑，在結構設計方面具有與其他類型建筑不同的特點，應對其結構設計要點進行單獨探討?；谶^往醫院項目的結構設計經驗，采用歸納總結的研究方法，對新建醫療建筑結構設計各方面進行了探討。最后從結構選型、抗震設計、特殊荷載取值、結構細部4個方面，歸結了新建醫療建筑結構設計要點。

關鍵詞：醫療建筑；公共建筑；結構設計；抗震設計

0引言

為確保人民群眾基本醫療保障權益，更好地滿足人民群眾多元化醫療保障需求，新建醫療建筑項目日益增多。而醫療建筑屬于功能特殊的公共類建筑，在結構設計方面具有與其他類型建筑不同的特點，應對其結構設計要點進行單獨探討。本文基于作者參與的各個醫院的結構設計經驗，采用歸納總結的研究方法，對新建醫療建筑的結構設計要點進行探討。從結構選型、抗震設計、特殊荷載取值、結構細部4個方面，歸結了新建醫療建筑結構設計要點，希望能夠為廣大工程技術人員提供思路和做法。

1醫療建筑結構選型

1.1結構體系選擇

⑴門診樓、醫技樓及其他輔助性的建筑常為多層建筑，通常不超過6層，結構通常采用鋼筋混凝土框架結構體系。⑵住院樓、行政樓常為高層建筑，通常采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構體系。因醫療功能的使用要求，剪力墻一般設置在電梯間、樓梯間區域。醫療建筑中較少采用鋼結構形式，主要原因是鋼結構造價相對較高、涂裝需要經常維護、保溫隔聲性能相對較差。

1.2結構主要尺寸選擇

⑴柱跨：醫療建筑上部結構的柱網跨度一般采用7.5~8.5m，且盡量保證兩個方向上跨度接近。這種設計尺寸既能有效的保證門診、病房、醫技等的使用空間，且土建成本較為經濟，也能使地下室停車位布置合理。⑵梁尺寸：一般情況下結構主梁高度為跨度的1/8~1/12，常用600mm、700mm、800mm幾種尺寸；次梁常用600mm、500mm、400mm幾種尺寸；結構外圈梁的尺寸需在施工圖早期進行確定，以滿足建筑外立面要求。⑶樓板厚度：上部結構的樓板厚度通常取120mm，以滿足醫療建筑隔聲、板內走管、樓板撓度限值等要求，局部加強樓板會用到150mm厚；地下室頂板厚度一般情況取180mm或160mm以滿足規范要求。部分醫療建筑的柱跨選取以及主要主次梁截面尺寸如表1所示，可為類似項目提供參考。

2醫療建筑結構抗震設計

2.1醫療建筑抗震設防分類劃分

醫療建筑是搶救生命的重要工程，在抗震救災中起到尤為重要的作用。醫療建筑不僅要滿足大震不倒的要求，還應能在震后繼續使用，擔負起搶險救援的重要職責。因此，醫療建筑應高于當地房屋建筑的抗震設防要求。根據《建筑工程抗震設防分類標準：GB50223—2008》［1］4.0.3條，三級醫院中承擔特別重要醫療任務的門診、醫技、住院用房，抗震設防類別應劃為特殊設防類（俗稱乙類），二、三級醫院的門診、醫技、住院用房應劃為重點設防類（俗稱乙類）。需要注意的是，醫院建筑中抗震設防提高是對門診、醫技、住院等用房而言，而僅有辦公、教學、科研功能的行政樓、教研樓，次要的污水處理站、制氧站之類輔助用房并不在設防提高之列。

2.2醫療建筑抗震措施

根據文獻［1］3.0.2條，“重點設防類（乙類），應按高于本地區抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施”。確定為乙類建筑的醫療建筑，一些計算參數與丙類建筑的選取有所區別。結構抗震等級應按照提高后的烈度，查詢《建筑抗震設計規范：GB50011—2010》［2］表6.1.2確定；結構各抗震調整系數均依照此抗震等級確定；剪力墻間距、抗震縫均應按照提高后的烈度值進行計算；但結構的最大適用高度可按本地區烈度查文獻［2］表6.1.1［3-4］。同條件下，醫療建筑的土建造價要比一般民用建筑土建造價要高。

2.3醫療建筑抗震各地特殊規定

醫療建筑在各地有著不同的抗震設防要求，需要“入鄉隨俗”。一些地方的特殊規定會直接對造價造成較大的影響，進入新的市場前，須提前與建設方、審圖機構等單位溝通。以下為各地對醫療建筑抗震特殊規定的例子。⑴北京市在《北京市工程建設場地地震安全性評價管理辦法實施細則》中規定在基本地震烈度7度區、8度區內的醫療建筑應進行地震安全性評價工作。⑵新疆、云南等省區均發文要求：高烈度地震地區新建3層以上的醫療建筑應采用建筑減震或隔震技術。⑶廣西、湖北等省區執行中國地震局發文“中震防發［2009］49號”的相關規定，醫療建筑結構設計中除了按文獻［2］提高抗震措施以外，計算用抗震烈度也必須予以提高。

3醫療建筑特殊荷載取值

醫療建筑內部存在著復雜的工藝流程，有著大量不同功能的房間，室內所配置的儀器設備也各不相同。因此對于醫療建筑而言，其荷載取值具有一定的特殊性。對于結構設計專業而言，需要盡可能細致和合理的確定各功能房間的荷載。常見醫療建筑荷載取值如表2所示［5］。結構設計專業應根據建筑圖、設備圖提資，預留好房間特殊荷載與屋面重型設備的荷載，避免荷載漏考慮的情況出現。其中CT、DR、MRI、高壓氧艙等房間荷載較大，一般設置在地下室頂板或首層地面等承載能力較強的位置。另外，醫療建筑的設備經廠家深化后，可能會存在一定的調整；且在醫院的未來發展及后期的規模擴大，機電與醫療設備一般會進行擴容。從醫院可持續發展的角度，對醫療建筑內的機電設備用房、一些大型醫療設備用房及屋面設備集中堆放處，其相應的活荷載取值或結構配筋應適當予以提高。

4醫療建筑結構細部問題

4.1樓板

4.1.1板厚。考慮到醫療建筑人流密集、設備較多，一般樓板厚度取為120mm；局部荷載較大處可取150mm、180mm；有防輻射要求的房間頂部和底部的板厚不小于150mm。4.1.2降板CT、DR、MRI、高壓氧艙等房間由于需要專門的設備檢修管溝，樓板需要降板300~700mm；設備區域一般設置鋼筋混凝土設備基礎，非設備區域應采用陶?；炷恋容p質材料回填［6］。結構專業應考慮降板、降梁后對下部凈高的影響。在荷載方面，除了考慮設備本身荷載外還應考慮回填材料的重量。典型高壓氧艙剖面如圖1所示。醫療建筑衛生間為了滿足使用要求，需要進行一定程度降板，一般座廁降板50mm，蹲廁降板350~400mm。4.1.3特殊樓板重癥監護室（ICU）、手術室等房間的底部樓板需考慮設備吊掛荷載，ICU吊臂如圖2所示。醫療建筑中存在較多的用水點，而許多有潔凈要求的房間，其頂部樓板嚴禁樓板開洞走管線，因此經常在有潔凈要求的房間頂部上設置雙層板。雙層板常見做法可參考圖3。

4.2墻體

醫療建筑為了減少建筑的整體自重，一般內部隔墻通常采用蒸壓加氣混凝土砌塊。蒸壓加氣混凝土砌塊隔墻如圖4所示。一些特殊的醫技用房，如X光、CT、DSA、MRI、MTR等，均有不同程度的防輻射要求，對機房墻壁的厚度與材質有特殊的要求［7］。一般有防輻射要求的墻體可采用240mm厚、密度大于15kN/m3的水泥實心磚，磚體自身不能有缺損，磚縫處水泥砂漿要飽滿；有防輻射要求的墻體也可采用200~300mm厚鋼筋混凝土墻，但應考慮鋼筋混凝土墻對結構剛度的影響；還可以通過在墻體外掛鉛板或分層涂刷鋇水泥來進一步提高墻體的防輻射能力。在設計中應注意上述墻體對結構荷載及構造措施的影響。對于直線加速器、伽馬刀機房等特殊功能房間，防護用鋼筋混凝土墻的厚度要達到1.2~2.5m，荷載極其巨大，應設置在基礎層。同時，直線加速器機房內的電磁輻射在沒有防護的情況下會給周邊人員造成傷害，加速器室的混凝土結構應避免產生射線能夠穿透的裂縫［8］。因此應對大體積混凝土的澆筑質量進行嚴格要求，設計文件應提出大體積混凝土的處理方法，如水泥應采用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥、適當摻入少量添加劑、選擇恰當的連續澆筑方式等措施［9］。直線加速器機房隔墻的典型尺寸如圖5所示。

4.3設備運輸安裝

醫療建筑還需考慮大型醫療設備運送通道，推薦運輸通道寬3.0m，通道樓板荷載可按最重需運輸的設備進行預留。CT、MRI等房間的進入區域墻體要預留門洞，待設備進入后封堵。一般MRI預留門洞不小于2.8m×2.8m，CT預留門洞不小于1.5m×2.1m，如設備在運輸過程中需要轉彎，則必須預留出足夠的設備回轉空間［10］。大型設備都需要土建基礎，因此在預留荷載時，除預留設備自身荷載外，應充分考慮設備基礎的自重。

5結語

新建醫療建筑的結構設計要點歸結如下：⑴在結構設計之初，應選擇合理的結構體系，并確定好安全和經濟的梁板柱結構尺寸。⑵醫療建筑的結構抗震設計應滿足更高的要求，并且注意各地對于醫療建筑抗震的特殊規定。⑶布置結構荷載時，注意不同醫療功能房間的特殊荷載，充分預留好大型醫療設施的荷載，同時綜合考慮后期設備擴容預留荷載。⑷在施工圖設計過程中，應注重醫療建筑結構的樓板、墻體、設備運輸安裝等方面的特殊細節。

作者:何熹 單位:廣東省城鄉規劃設計研究院有限責任公司