浅析医疗建筑的结构设计
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摘 要 医疗建筑结构设计是一项复杂工作，下面从多方面对医疗建筑结构设计进行分析，目的在于提高医疗建筑结构的合理性。
关键词 医疗建筑；结构设计；荷载；抗震单元
现代人们对医疗保健提出了更高的要求，我国医疗基础设施建设速度不断加快。医疗建筑建设过程中，要做对结构设计的分析，确保最终建设的医疗建筑的性能可以满足应用需求。
1 医疗建筑荷载取值
医疗建筑的功能结构十分复杂，在建筑中存在各种不同的科室，并且在科室中会放置许多重要的设备，针对这些功能特殊的设备房、科室，在实际设计过程中，应当尽量降低结构楼板的具体高度，从而方便各项设备管线的安装，完成对各项设备的安装后，再开展相应的回填作业，医疗建筑中的一些医疗房建荷载取值如下：X光室（4kN/m2）、CT 室（6kN/m2）、手术室（3kN/m2）、消毒室（6kN/m2）、净化机房（5-7kN/m2）、产房（2.5kN/m2）、口腔科（4-5kN/m2）、计算机机房（5kN/m2）、生化实验室（5kN/m2）。
医疗建筑是一项公共建筑，人流大，并且密集程度较高，因此，在设计医疗建筑时，要依据实际情况确定活荷载取值。此外，一些医院在设计过程中，为了可以给患者能够提供一个更加良好的就医和康复环境，经常会在医院屋顶设计花园，此时，活荷载取值应当超过3.0kN/m2。同时，屋面上还会设置保温层、隔热层、水箱、空调机房、冷却塔保温层，这也会增大屋面荷载，因此，在设计屋面结构时，为了降低结构自身的具体重量，最好对结构找坡方式进行应用[1]。
在对医疗建筑结构中的墙、梁、柱等基础进行设计时，医院病房可以依据荷载规范完成相应的折减。完成土建后，可能由于功能布局调整，墙体、房间功能发生变化，因此，在结构设计时，梁布置建议按照大板或单向次梁等规则布置，墙体荷载输在板上进行计算、设计。
2 科学划分医疗建筑抗震单元
门诊、住院楼层数、结构形式通常不一致，一般地上结构都设抗震缝脱开。在设计过程中，需要相关工作人员注意的是，针对一些医疗建筑中不适合采用设缝超长结构，针对这一现象，可以采取下列措施进行处理：从结构入手，增加角部、开大洞周边、核心筒开洞周边的板厚配筋，提高薄弱位置楼板抗裂性能，提高整体结构抗震性能；在合理位置设置膨胀带和后浇带，在实际设计期间，考虑到温度应力会对有限元分析造成一定程度影响。因此，针对要采取加强措施对应力较大的区域进行合理处理，可以通过加大梁板配筋的方式，对混凝土在应用过程中发生的收缩情况进行适当补偿；对于建筑结构中发生的温度应力情况，可以利用无黏结预应力进行抵抗，提高抵抗温度应力的能力，保证使用过程中少出现裂缝。
3 沉降缝的设置
因为医院门诊住楼都为多层建筑，住院楼则多为高层建筑，由于荷载较大，容易出现明显沉降差，这可能会形成结构无法承受的变形和内力，为了避免因为该原因导致结构上出现过大裂缝，可以在多层和高层建筑设沉降缝，通过设置沉降缝使由于建筑物沉降引起的差异问题得到解决，但是，因为上部结构要在沉降缝两侧设置独立抗侧力构件，这会对建筑功能和应用和性能造成一定影响。因此，是否设置沉降缝要依据实际情况而定，如果不设置沉降缝，则必须做好高层和多层建筑间的协调工作。
4 设计医疗建筑中的楼板结构
医疗建筑与平普通建筑相比存在许多不同之处，医疗建筑中医疗设备具有一定的特殊性，在建筑结构中会应用大量的降板，在设计过程中，应当依据相应的要求对板的具体厚度进行合理控制。在醫疗建筑中，功能不同空间的降板情况如下：
（1）口腔科：受医疗工艺特殊性的影响，在对空间结构进行设计过程中，应当在充分考虑实际情况的基础上，加强对排水设计内容的重视，因此，在设计结构过程中，通常都会预留出约300mm的整体降板，进而满足整体建筑结构在具体应用过程中需求，避免发生安全事故。
（2）洁净房：在医疗建筑中，许多房间对洁净有着特殊要求，例如，手术室，CT、X光等辐射区域，ICU病房，药库就对洁净有着特殊要求，因此，在设计过程中，在房顶上方不得出现排水管，避免在应用过程中，排水管发生损坏，出现渗水情况，对房建结构造成严重破坏，导致药库中药品受到破坏，引起严重的经济损失，同时，针对上方设有卫生间的药库，应当整体降板约600mm，从而使其与排水管完全隔离。
（3）卫生间医疗建筑中存在大量不同类型的卫生间，比较常见的卫生间类型有蹲式、座式、无障碍卫生间等，不同类型的卫生间为了满足医院中不同人群的应用需求。因为卫生间的类型不同，因此，在实际设计过程中，要依据不同类型的卫生间，对降板的具体高度进行合理设计，通常来说，座式卫生间降板高度为50mm，而与座式卫生间相比，蹲式和无障碍式卫生间的降板高度则较高，通常应当控制在350-400mm。
（4）特殊设备放房：X光、MRI、DSA等等房间需要安装需要专门设备检修沟，因此，在房间，以及相应的控制室设计时，要降板200mm-300mm，此外，由于设备自身的重量较大，实际施工中，为了满足防辐射要求，楼板及顶板板厚不小于200mm。
5 设计医疗建筑中的设备夹层
医疗建筑工艺的具体设计内容十分复杂，并且存在大量的管线，设备转换层中，要用结构层隔离房间楼板和管线，从而保证结构的合理性，因此，在医疗建筑中，出现了专门隔离设备管线的夹层结构。具体设计过程中，为了取保建筑结构的合理性，应当尽量减少梁高，确保楼层的净高的合理性，并且在该过程中，要尽量避免出现薄弱层、短柱等对抗震结构不利的结构。在对夹层结构设计过程中，如果依据钢筋混凝土结构完成相应的设计工作，在具体设计过程中，容易出现短柱，同时，因为医疗建筑中的层高相对较矮，因此，上下层剪力容易发生突变，这也是设计人员在实际作业过程中必须要注意的一项内容。 设计设备夹层时，通常要优先考虑钢结构夹层，针对夹层的主体受力结构，采用的具体方案如下：在钢筋混凝土结构周边预埋埋件，采用铰接或滑动支座完成钢梁与主体结构连接；将钢结构吊柱设置在上层钢筋混凝土板上，将钢梁与吊柱进行连接，从而构成相应的夹层结构。
在设计过程中，应当在确保结构合理的基础上，最大程度减轻新增结构自身的重量，同时，为方便各项施工工作的开展，通常利用钢筋混凝土组合楼板，将混凝土层面加设在钢板上，通常该混凝土面层的厚度约为50mm，在结构中的钢板不仅可以受力，而且也可以作为模板，通过该方式，可以简化施工工序，从而使工程的整体建设变得更加简单。
6 医疗建筑中的人文化的结构设计
（1）隔声；建筑工程师在具体作业过程中也要考虑隔声问题。设计病房楼时，应当对患者对安静环境的要求进行充分考虑，对于结构中楼板，厚度通常应控制在120mm左右。医疗经常需要应用大量的设备，在医疗建筑中，放置这些医疗设备的房间应当尽量避开病房等医疗房间，同时，要做好相应的隔声处理，降低设备在应用过程中，对病人的影响，使病人能够有一个相对安静的环境，有利于病人恢复健康。
（2）隔墙；在进行隔墙材料选择时，除了要对隔声问题进行考虑外，还要考虑在具体应用过程中的便捷性。例如，医疗建筑中医技楼、住院楼等在具体应用期间，为了满足应用的实际需求，经常需要悬挂一些管线，采用的隔墙的强度要满足应用需求。同时，对应医疗建筑中门诊楼，要对房建的具体变化情况进行充分考虑，X光、CT、DSA、DR等房间隔墙采用370mm厚实心砖或200mm厚混凝土墙；MRI房间隔墙采用200mm厚实心砖墙。
（3）楼板；医院营造为病人营造一个良好医患使用建筑环节，依据建筑的具体功能，对结构构件的标高和截面进行确定。例如，蹲厕中的蹲位要与楼面保持向平、配餐间产房消毒间都要做好防水设计、楼梯踏步应当使建筑完整面等分平齐。
（4）防辐射专项设计；医院放射影像科室中布置了大量的CT机、X射线机等，因为射线会对人的身体造成一定危害，因此，在具体设计过程中，为了将降低射线对人造成的伤害，射线防护房间X光、CT、DSA、DR等房间隔墙采用370mm厚实心砖或200mm厚混凝土墙；MRI房间隔墻采用200mm厚实心砖墙。而针对医学直线加速器机房来说，其主射线方向钢筋混凝土墙厚 2600mm，顶板厚2600mm，副射线方向混凝土墙厚1300mm，顶板厚1300mm，实际大小应在和生产厂家沟通后确定。钢筋混凝土墙厚有利于屏蔽射线，但是也有可能会致使墙体出现贯穿裂缝，这将会导致辐射外泄，造成危害，因此，在具体施工和设计时，应当采取下列措施：①防护墙配筋。因为墙体较厚，为了避免裂缝的出现，通常在钢筋布置上，都采取小直径、小间距方式，并且要在中间加拉结构筋。②分段预施工缝。依据厚墙、底板、顶板结构进行分别浇筑，结合施工现场的具体情况预留施工缝，将施工缝设置为台阶状，同时，要设置止水钢板，避免射线发生渗透。③避免机房和顶板出现裂缝。具体施工作业应当严格参照大体积混凝土设计与施工进行，同时，要采取专业的养护措施，在工程竣工后，完成相应的养护作业。
7 结束语
医疗建筑结构设计是一项复杂的工作，在具体设计过程中涉及到的内容角度，各项内容都会对医疗建筑结构设计最终的合理性造成影响。因此，在对建筑医疗结构进行合理设计过程中，必要从全面角度问题分析，只有这样才能确保最终设计的合理性，保障医疗建筑在设计应用过程中能够发挥出应有的作用，为病人的康复提供一个良好的环境。
参考文献
[1] 袁文章.医疗建筑结构的不规则性分析与对策[J].中国医院建筑与装备，2018，19（02）：94-97.
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