醫(yī)療建筑鋼結(jié)構(gòu)入口大廳結(jié)構(gòu)設(shè)計簡析

孫瑞鋒

（山東省建筑設(shè)計研究院，山東 濟南 250001）

前言

對于醫(yī)療建筑來說，門診部是它的重要組成部分之一，門診大廳作為門診部的入口部分，是每一個門診患者來醫(yī)院就診的必經(jīng)之路，其設(shè)計的好壞，直接影響著患者對醫(yī)院的第一印象以及就醫(yī)的舒適度。門診部與整個醫(yī)療建筑的關(guān)系相對于五星級大酒店的大堂與整個酒店建筑的關(guān)系，在功能與心理的意義上更具重要性。比如醫(yī)院街的設(shè)計方法引入我國之后，更多地被作為一種營造良好醫(yī)療環(huán)境并爭取更大經(jīng)濟效益的手段。門診大廳空間作為醫(yī)療建筑的一個重要節(jié)點，在整個醫(yī)療建筑的設(shè)計中起著及其重要的作用，一個功能完善，舒適高效的門診大廳空間，可以提升醫(yī)療建筑的整體形象，增強醫(yī)療建筑的親和力。目前的建筑設(shè)計中，為達(dá)到美觀效果，入口大廳通常有兩層或更高。要求造型輕盈。

若采用混凝土柱上輕鋼屋蓋結(jié)構(gòu)，由于存在躍層，混凝土柱截面較大，難以實現(xiàn)建筑要求造型輕盈的要求。為此，筆者采用了類似門式鋼架的體系將鋼結(jié)構(gòu)大廳依附于主體結(jié)構(gòu)上，使得整體鋼結(jié)構(gòu)具有堅實、輕盈和靈巧的特征，較好的實現(xiàn)了建筑意圖。

具體的做法是屋面梁采用焊接工字鋼，柱采用圓鋼管柱，梁柱剛性連接，柱底采用鉸接，混凝土柱或梁與鋼梁的連接采用鉸接連接形式，每層采用鋼圍梁替代柱間支撐，用柱頂鋼圍梁代替柱頂水平剛性系桿，鋼圍梁與屋面支撐系統(tǒng)一起，保證結(jié)構(gòu)體系平面外的穩(wěn)定，為結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的整體穩(wěn)定性提供側(cè)向支撐點；實現(xiàn)了鋼架體系的側(cè)向穩(wěn)定。

采用此種方法，鋼結(jié)構(gòu)大廳部分，質(zhì)量較輕對主體結(jié)構(gòu)影響較小，阻尼比可仍采用純混凝土的0.05。

1 計算程序

設(shè)計這類結(jié)構(gòu)可采用sts進行空間計算結(jié)構(gòu)類型應(yīng)選擇“鋼框架”，建模的方法可以在Pmcad里建完混凝土部分的模型，然后再到sts中補充鋼結(jié)構(gòu)部分。

2 連接形式

柱采用圓鋼管柱，梁柱剛性連接，柱底采用鉸接，混凝土柱或梁與鋼梁的連接采用鉸接連接形式，每層采用鋼圍梁替代柱間支撐，用柱頂鋼圍梁代替柱頂水平剛性系桿。

3 規(guī)范選擇

這類結(jié)構(gòu)已經(jīng)超出門規(guī)的使用范圍，結(jié)構(gòu)類型應(yīng)選擇“鋼框架”，如果為抗震地區(qū)且選擇了地震作用計算，程序會自動按照抗震規(guī)范第八章關(guān)于鋼框架的規(guī)定進行控制；鋼梁應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范相關(guān)要求，當(dāng)采用工形變截面梁時，建議梁構(gòu)件承載力的校核采用按門式剛架規(guī)程進行校核，以考慮軸力的影響與變截面梁的穩(wěn)定計算，但局部穩(wěn)定應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、抗震規(guī)范的要求；撓度控制，考慮到所采用的輕型屋面體系對鋼梁撓度不是非常敏感，在有經(jīng)驗的情況下可較鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的撓度控制指標(biāo)（L/400）適當(dāng)放寬。

4 荷載取值

附加荷載通常取0.1～0.2kN/mZ，主要用于柱和梁的設(shè)計。屋面板采用壓型鋼板屋面，屋面板的重量可按材料的實際重度計算。屋面采用冷彎薄壁型鋼擦條，計算剛架時凜條自重可折算成均布荷載，通常可取0.1 kN/耐，但當(dāng)屋面重量較大或擦條懸掛荷載較大時，可按實際情況進行折算。在按平面模型計算時應(yīng)計入屋面支撐系統(tǒng)0.05～0.1 kN/耐的自重。

5 構(gòu)造措施

鉸接柱腳節(jié)點構(gòu)造要點如下：

（1）柱腳錨栓應(yīng)采用Q235鋼或Q345鋼制作，錨栓的錨固長度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)

錨栓端部應(yīng)按規(guī)定設(shè)置彎鉤或錨板，錨栓直徑不宜小于24mm，且應(yīng)采用雙螺帽。

（2）柱腳底板錨栓孔至板邊的距離不宜小于2倍的孔徑，且不小于40mm。

（3）柱腳底板邊緣至混凝土基礎(chǔ)柱邊緣的距離不小于50mm。

（4）柱腳底板的底部在柱安裝完畢后應(yīng)灌注無收縮水泥砂漿。

對構(gòu)件承受集中荷載或局部承載的部位可設(shè)置合理的加勁肋，由加勁肋保證構(gòu)件的局部穩(wěn)定性。

獨立設(shè)置的系桿可采用圓形鋼管。由于系桿一般由穩(wěn)定控制，鋼管截面具有強、弱軸回轉(zhuǎn)半徑相等的優(yōu)點，截面受力合理，建議采用此截面。

擦條的間距依屋面板材料的力學(xué)性能和屋面荷載的大小而定，一般在1 . 0～1 .5m范圍內(nèi)。

屋蓋水平支撐的交叉桿可設(shè)計為圓鋼，但應(yīng)加帶張緊裝置，以利于拉桿的張緊，避免圓鋼撓度過大，不能起到受力作用。

結(jié)語

綜上所述，該類似門式鋼架的結(jié)構(gòu)體系，使得整體鋼結(jié)構(gòu)具有堅實、輕盈和靈巧的特征，較好的實現(xiàn)了建筑意圖。但對于此類結(jié)構(gòu)的設(shè)計依據(jù)、結(jié)構(gòu)體系、施工要點、應(yīng)用范圍及受力性能等學(xué)術(shù)界和工程界尚無定論，國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程也沒有明確規(guī)定。因此按此體系進行設(shè)計時，施工前必須通過施工圖審查部分的審查。

[1] GB50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[M].中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[2] GB50011-2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[M].中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[3] CECS 102:2002，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程2012年版）[M].中國計劃出版社，2012.

[4]李雄彥，徐兆熙，薛素鐸.門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計與實例[M].中國建筑工業(yè)出版社，2008.