医院建筑抗震特性与结构设计研究

樊翔宇,于锦程

摘要：不同于一般建筑，医院建筑的抗震设计有其特殊性。在设计的优化阶段，要求设计者充分考虑医院建筑的结构特点，对其抗震要求有一个深入的认识。同时，要与实际情况相结合，采取切实可行的抗震设计方法和结构优化措施，从而对医院建筑主体结构的抗震性能进行全面提升。在这种情况下，为了保证医院建筑的抗震性能水平能够得到全面的提高，本文主要结合医院建筑结构体型特点，总结并分析了医院建筑实施抗震结构设计的目的、及优化方法，希望能够为有关工作人员提供一定的参考价值。

关键词：医院建筑；抗震特性；结构设计；

引言

在医院建筑抗震结构设计中，特别强调了设计人员应该积极地与建筑周边环境以及气候条件特点相联系，并对当地地震灾害严重程度以及抗震设计经验展开深入的研究与分析。在此基础上，以地震作用下的结构体系为研究对象，以系统、科学为特征，提出地震作用下的结构体系体系。同时，在进行抗震结构设计时，设计人员还需要结合医院建筑结构体型特点，详细了解不同建筑类型所涉及到的抗震设计理念和技术方法。在此基础上，以科学的优选和整体的布置为原则，对医院建筑进行了结构的抗震设计，为医院建筑的主体结构提供了基本保障。

1医院建筑物体型特点及防震需求

1.1医院建筑结构体型特征

根据大量设计经验，可以看出，医院建筑可根据使用功能进行划分，将其细化分为门诊楼、医技楼、住院楼等多种建筑类型。其中，不同类型的建筑物在结构特征和设计优化焦点上所呈现出的差异比较显著。内容是这样的：

就门诊楼和医技楼来说，由于其功能的多样性和层数的多样性，使得其内部的人流密度和密度都比较大，所以在使用的时候，很少会有大跨和大洞的问题。但对医院大楼来说，它的功能比较单一，楼层多为多层。一般的外形特点是呈窄长形，一字形平面，在超限情况下很少有转换，错层等问题。因此，在对医院建筑进行结构优化时，应根据其不同的用途，对其进行合理的优化。然后，根据最优设计原理，对设计中的重点和难点进行了深入的研究和分析。在此基础上，提出了采用合理的设计方案，提高了主框架的承载力和抗震性能。

1.2医院建筑结构抗震设计要求分析

随着我国医院建设向高楼大厦和大型化发展，加之建筑竖向布局的复杂性，极易产生侧移刚度突变。另外，由于部分楼层出现了高度变化和垂直构件不连续的特点，这就更容易导致医院建筑结构的不稳定。其中，设备层是医院大楼的主要结构，一般采用2。6米左右的高度。

若设计者在设计时不能对每一栋楼的楼层高度进行严格的控制，则极易导致医院建筑的垂直刚度发生突变。因此，笔者认为，在医院建筑的抗震设计中，设计者应综合考虑医院建筑的抗震设计问题。在设计分析中，应强调安全性、科学性的设计理念，结合医院建筑结构特点及抗震性能要求，进行合理的规划与设计，从而从根本上全面提高医院建筑结构承载能力和抗震性能。

2医院建筑抗震特性与结构设计方法

2.1科学判断抗震设防类型

作为用于医疗和护理患者的公共建筑，医院建筑应符合一定的抗震设计要求，即使在发生较大的地震时，也能保证其正常使用。所以，相对于一般的建筑，医院的结构在地震方面有更高的要求。与有关法律条款相结合，可以看出，乙类学校与医院基本可以算是重点设防类的建筑工程，因此需要对其抗震设防烈度以及抗震加固问题进行严格设置。

同时，根据有关法律法规，对于重大建设和有可能发生次生灾害的建设工程，必须按有关规定进行地震安全性评价。在进行了一系列的分析后，该评估报告的结论可以作为进行建筑物抗震设防设计的参考依据。另外，对于医院等人相对密集的建筑工程来说，在设计施工过程中，必须结合当地房屋建筑工程的抗震设防要求，进行合理的规划与设计。

2.2选择适宜的场地

在进行抗震设计时，首先要做的就是选取适当的场地，因为好的场地有利于承受地震力，而较平、较开敞的空间则有利于提高建筑的抗震性能。均一的土壤可以传输等速的地震波，避免同一位置上出现差异的作用力，具有良好的密度和承载力的土壤可以很好地分担建筑结构传递的重力荷载，同时还可以改善房屋与地基的整体性能。建设地点应避开液化土壤、湿陷性黄土、采空区、河流沿岸等区域，避免因土壤密度不均、硬度、凝结性差异而产生的建筑物结构设计问题，应避开滑坡、泥石流等易诱发地质灾害的区域，同时也要避开地震断层，以减少建筑物的抗震能力。

2.3选择延性与较高强度的建材

在高层建筑物的抗震设计中，选材也很重要。既要保证高层建筑的抗震能力，又要保证其整体的建造质量。一般情况下，高层建筑物的抗震性能与建筑物的高度、地基、建筑材料等因素有很大关系。在高层建筑工程中，建筑材料的优劣将直接关系到整个工程的成败，从而影响到结构的抗震性能。所以，在选用钢的时候，应该把塑性好、强度高作为主要指标。从而使其在地震作用下，能够满足有关规范的要求。

2.4合理确定医院内部建筑荷载数值

当前，随着医院结构设计工艺和相关流程的日益复杂化，加之医院建筑中的功能房间数量持续增加，使得其抗震设计所面临的难度问题也在逐步增加。其中，为了提高医院建筑的抗震性能和承载能力，设计者必须对每一个功能房间的荷载数值进行科学的计算。在计算和分析时，根据相应的计算规则，精确地获得了每一个功能室的载荷值。

在此基础上，通过数值反馈，合理地确定了各功能分区中各房间的荷载范围。基于此，遵循结构设计与安全使用原则，对构件承载能力所涉及到的安全性问题和耐久性应用问题进行了深入研究和分析。采用切实可行的优化设计方法，比如可以采取抗震结构加固设计方法，对构件的承载能力和抗震性能进行进一步的提高。

2.5严格控制建筑设备楼层侧向刚度

通过对实际工程的分析，得出了楼层的横向刚度与楼层间的位移距离和楼层间的剪切力之间有明确的确定关系。但是，从工程楼层位移构成来看，本楼层受力所引起的弯曲以及剪切变形等一系列现象，会产生显著的应变位移以及下楼层转动变化。在这两个参数中，变形量基本可以看作是一个完整的平面结构对横向刚度的反映。一般情况下，医院的手术间，都是有严格要求的。比如，在外科手术层附近，往往摆放着大量的清洁器械，但受限于病床、规划和设计等因素，器械夹层极易发生刚性突变。

为此，设计者在规划设计时，应对装备工艺夹层内的梁、柱结构进行优化。在处理时，可采用有目的的最优设计方法。对于梁、板、墙、柱之间的缝隙，设计者可利用软质材料来填补。在进行结构计算时，必须将设备间的隔板和平流层相结合。另外，对于斜梁与斜柱的位置进行科学设置，若能将上下两层连为一体，保障设备层可以作为加强层。如此一来，就能有效的降低刚度突变的几率，保证主体结构的抗震和承载力。

结束语

总的来说，在其它的建筑类型中，医院的抗震设计是比较严格的。因此，设计者在进行结构设计时，应加强对设备层位突然变化的控制和管理。在优化设计过程中，可以通过对抗震设防类型的科学判断，对功能分区荷载数值进行合理的选择，经过优化设计后，基本可以巩固和提高医院建筑的抗震性能水平。此外，设计人员还应该积极地将新理念和新技术引入进来，针对医院建筑抗震特性以及结构及优化问题展开改进分析。

参考文献

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