谈陕西省核工业二一五医院结构设计(1)
摘 要：建筑结构是支撑和满足建筑空间环境及功能的力学体系,结构设计是一门历史悠久而古老的学科,并随着科学技术及新材料的发展而不断进步。文章介绍了陕西省核工业二一五医院整体迁建项目的结构设计，介绍了地下室超长结构的设计方法，着重论述了医院设计中医技楼的相关设计问题，以及医疗设备用房结构设计中应注意的问题。
关键词：二一五医院 超长地下室 直线加速器室
Abstract：It is briefly introduces problems of the basement super long ;It is illustrates the handling methods of design retaining wall ；this paper present experience of design medical technical building by this project, It is introduce the design method of the medical equipment and the linear accelerator room.
, 百拇医药
Key words：Two hundred and fifteen hospitals Over-length basement Medical technical buildingLinear accelerator room
一、工程概况
本工程为陕西省核工业二一五医院整体迁建项目，包括门诊、医技、病房楼，地下2层，地上12层。包括:车库、设备用房、直线加速器室、药房、检验科、病理科、计算机房、中心供应、血库、手术部、产科、儿科、ICU及相关科室病房、会议室等，是一所三级甲等综合性医院。
本工程总建筑面积91231m2，其中地上面积74060m2，地下面积17171m2。建筑物总高度48.85m，地上总宽度为73.50m，总长度为101.40m。地下室部分连为一体，地面以上设缝分为A区、B区两栋12层高层建筑。抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度值0.2g，设计地震分组为第一组，场地类别II类，属于乙类建筑，地震作用按8度计算，抗震构造措施按9度设计。
, 百拇医药
二、地基基础
(一)地质条件
场地地貌单元属渭河一级阶地，地形平坦，自然地面标高388.73m ～389.33m。地下水位在379.12m～380.19m之间变化，属潜水类型，地下水对混凝土无腐蚀性，场地环境类别为Ⅲ类。根据室内土工试验结果，二层黄土仅个别土样的湿陷系数δS3.0≥0.015，所有土试样的自重湿陷系数δzs<0.015，拟建场地可按非湿陷性黄土场地考虑。场区在钻探深度范围内所揭示的土层，主要分布见表1。
(二)基础设计
基础采用梁板式筏板基础，底板厚700mm，局部剪力墙井筒下板厚1400mm，基础反梁850mm×1000mm。地下室外墙厚400mm。基底标高为-11.70m，持力层为4层粉质粘土，fak =190kPa。经深度修正后，地基承载力满足要求。由于建筑功能需要，基础及地下室部分不设缝，连成一体。
, 百拇医药
(三)地下室超长问题
按照混凝土规范要求，一般长度超过4m～555m即须设伸缩缝，地下室结构更是30m即要求设缝。而实际工程中，变形缝的设置经常与建筑平面使用功能要求有冲突，而且地下室变形缝止水处理难度很大，处理不好容易出现渗漏。因此，实际工程中变形缝间距大大超过了规范的要求，地下室部分虽然受温度变化的影响较地上结构小，但周边土的约束作用较强，结构超长问题的重要性仍不容忽视。
本工程地下室结构尺寸为114.00m×73.50m。为了解决地下室超长的问题，在114.00m的中间位置横向设置了一道伸缩后浇带，宽800mm，钢筋贯通不断开，在浇完混凝土60d后，采用高一级的微膨胀混凝土浇筑。后浇带两侧设密孔钢丝网，防止主体混凝土流入后浇带，在封闭前两侧应清理凿毛，适当加大该处梁、板的配筋量，浇筑时应振捣密实，并加强养护。
对于平面尺寸特别长的地下结构，应采用钢筋断开的伸缩后浇带，后浇带宽度按钢筋搭接所需的最小尺寸和必要的操作空间确定。规范要求后浇带一般间距40m～60m设置一道，但实际工程中，过多的后浇带将给施工带来很大地不便，同时也造成渗水隐患。因此，本工程竖向73.50m处未设后浇带，通过以下几点解决局部超长的影响：
, http://www.100md.com
设计中适当加大了底板及楼板的分布钢筋配筋率；
采用低强度等级的混凝土，筏板基础的混凝土强度等级取C30，在满足承载力及防水要求的前提下，混凝土强度等级宜控制在C35以下；
施工中，混凝土加入适量的膨胀剂，施工缝处设置膨胀止水条，同时要求施工单位控制施工质量，加强混凝土的养护等。
三、上部结构
本工程地面以上设缝分为A区、B区。A区主要功能为门诊和病房，B区主要功能为医技和病房。
A区建筑物地上总宽度为73.50m，总长度为46.27m。地上12层，一～四层为门诊，包括肠道科、儿科、发热门诊、外科、五官科、内科等，四层上为管道夹层，五～十二层为病房楼。结构形式采用框架剪力墙结构，框架抗震等级为一级；剪力墙抗震等级为一级。
, 百拇医药
A区一层门诊大厅要求两层通高，大厅开洞面积较大，设计中对二层、三层洞口两侧的楼板局部加强，板厚增加到150mm，配筋采用双层双向拉通配筋，同时构造增大洞口周边的梁的配筋。A区二层平面布置图。
B区建筑物地上总宽度为73.50m，总长度为54.30m。地上12层，一～四层为医技，包括CT室、MRI室、CR、DR、钼靶机、X光室、DSA等医疗用房，五层为手术室，五层上为设备层，六～十二层为病房楼。房屋总高度48.85m，结构形式采用框架剪力墙结构，框架抗震等级为一级；剪力墙抗震等级为一级。B区地上部分平面图，详见图2，其各种设备用房的设计将在后面详细论述。
四、特殊问题处理
(一)地下室局部挡土墙处理
工程地下二层为车库，由于院区地上场地紧张，无法设置停车位，而甲方又要求保证一定的车位数量，因此，该项目采用了机械停车位，在仍不满足数量的情况下，在整个建筑物北侧加出长73.50m、宽12.60m(两个6.30m柱网)的面积，设计了5层立体停车位。地下二层建筑标高为-10.50m，考虑室外管网布置需要的2.0m覆土外，总高度为8.50m，仍不能满足5层立体停车的高度要求，经过与建筑和设备专业讨论，决定将基础底板局部下挖2.0m，以满足高度要求。停车位剖面图，详见图3。
, http://www.100md.com
此处挡土墙高度从基础底板板面标高-12.60m到-2.15m,总高度为10.45m。挡土墙计算荷载考虑如下：
地面恒载：2.0m覆土 ，2.0×18=36kN/m2；
地面活载：消防车通行，16kN/m2；
地面荷载：q=36+16=52 kN/m2；
简化计算得：墙顶A点的土压力σ1=26kN/m2
墙底B点的土压力σ2=120 kN/m2。
假定计算模型为梁，下端固定，上端简支。控制裂缝宽度为0.3mm(考虑建筑外墙防水的作用，适当放宽裂缝要求)，计算截面的大小由1000mm×500mm试算，截面超筋，调整截面到1000mm×700mm，理正计算根部配筋为As=9651 mm2，配筋过大仍无法配筋。而且此处R轴北侧距建筑红线仅为2.5m，考虑施工放坡等因素的影响，外墙外轮廓为轴线外500mm，已是极限尺寸。另一方面，车位柱网6.30m处也已做到了机械停车位的极限尺寸，外墙厚度直接影响车位净距，最大允许值为600mm厚，因此，此处和建筑专业商量，在每个机械停车单元之间加一道混凝土墙。按板计算，最终可确定墙厚为550mm，满足各方面要求。, http://www.100md.com(徐莉)
关键词：二一五医院 超长地下室 直线加速器室
Abstract：It is briefly introduces problems of the basement super long ;It is illustrates the handling methods of design retaining wall ；this paper present experience of design medical technical building by this project, It is introduce the design method of the medical equipment and the linear accelerator room.
, 百拇医药
Key words：Two hundred and fifteen hospitals Over-length basement Medical technical buildingLinear accelerator room
一、工程概况
本工程为陕西省核工业二一五医院整体迁建项目，包括门诊、医技、病房楼，地下2层，地上12层。包括:车库、设备用房、直线加速器室、药房、检验科、病理科、计算机房、中心供应、血库、手术部、产科、儿科、ICU及相关科室病房、会议室等，是一所三级甲等综合性医院。
本工程总建筑面积91231m2，其中地上面积74060m2，地下面积17171m2。建筑物总高度48.85m，地上总宽度为73.50m，总长度为101.40m。地下室部分连为一体，地面以上设缝分为A区、B区两栋12层高层建筑。抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度值0.2g，设计地震分组为第一组，场地类别II类，属于乙类建筑，地震作用按8度计算，抗震构造措施按9度设计。
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二、地基基础
(一)地质条件
场地地貌单元属渭河一级阶地，地形平坦，自然地面标高388.73m ～389.33m。地下水位在379.12m～380.19m之间变化，属潜水类型，地下水对混凝土无腐蚀性，场地环境类别为Ⅲ类。根据室内土工试验结果，二层黄土仅个别土样的湿陷系数δS3.0≥0.015，所有土试样的自重湿陷系数δzs<0.015，拟建场地可按非湿陷性黄土场地考虑。场区在钻探深度范围内所揭示的土层，主要分布见表1。
(二)基础设计
基础采用梁板式筏板基础，底板厚700mm，局部剪力墙井筒下板厚1400mm，基础反梁850mm×1000mm。地下室外墙厚400mm。基底标高为-11.70m，持力层为4层粉质粘土，fak =190kPa。经深度修正后，地基承载力满足要求。由于建筑功能需要，基础及地下室部分不设缝，连成一体。
, 百拇医药
(三)地下室超长问题
按照混凝土规范要求，一般长度超过4m～555m即须设伸缩缝，地下室结构更是30m即要求设缝。而实际工程中，变形缝的设置经常与建筑平面使用功能要求有冲突，而且地下室变形缝止水处理难度很大，处理不好容易出现渗漏。因此，实际工程中变形缝间距大大超过了规范的要求，地下室部分虽然受温度变化的影响较地上结构小，但周边土的约束作用较强，结构超长问题的重要性仍不容忽视。
本工程地下室结构尺寸为114.00m×73.50m。为了解决地下室超长的问题，在114.00m的中间位置横向设置了一道伸缩后浇带，宽800mm，钢筋贯通不断开，在浇完混凝土60d后，采用高一级的微膨胀混凝土浇筑。后浇带两侧设密孔钢丝网，防止主体混凝土流入后浇带，在封闭前两侧应清理凿毛，适当加大该处梁、板的配筋量，浇筑时应振捣密实，并加强养护。
对于平面尺寸特别长的地下结构，应采用钢筋断开的伸缩后浇带，后浇带宽度按钢筋搭接所需的最小尺寸和必要的操作空间确定。规范要求后浇带一般间距40m～60m设置一道，但实际工程中，过多的后浇带将给施工带来很大地不便，同时也造成渗水隐患。因此，本工程竖向73.50m处未设后浇带，通过以下几点解决局部超长的影响：
, http://www.100md.com
设计中适当加大了底板及楼板的分布钢筋配筋率；
采用低强度等级的混凝土，筏板基础的混凝土强度等级取C30，在满足承载力及防水要求的前提下，混凝土强度等级宜控制在C35以下；
施工中，混凝土加入适量的膨胀剂，施工缝处设置膨胀止水条，同时要求施工单位控制施工质量，加强混凝土的养护等。
三、上部结构
本工程地面以上设缝分为A区、B区。A区主要功能为门诊和病房，B区主要功能为医技和病房。
A区建筑物地上总宽度为73.50m，总长度为46.27m。地上12层，一～四层为门诊，包括肠道科、儿科、发热门诊、外科、五官科、内科等，四层上为管道夹层，五～十二层为病房楼。结构形式采用框架剪力墙结构，框架抗震等级为一级；剪力墙抗震等级为一级。
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A区一层门诊大厅要求两层通高，大厅开洞面积较大，设计中对二层、三层洞口两侧的楼板局部加强，板厚增加到150mm，配筋采用双层双向拉通配筋，同时构造增大洞口周边的梁的配筋。A区二层平面布置图。
B区建筑物地上总宽度为73.50m，总长度为54.30m。地上12层，一～四层为医技，包括CT室、MRI室、CR、DR、钼靶机、X光室、DSA等医疗用房，五层为手术室，五层上为设备层，六～十二层为病房楼。房屋总高度48.85m，结构形式采用框架剪力墙结构，框架抗震等级为一级；剪力墙抗震等级为一级。B区地上部分平面图，详见图2，其各种设备用房的设计将在后面详细论述。
四、特殊问题处理
(一)地下室局部挡土墙处理
工程地下二层为车库，由于院区地上场地紧张，无法设置停车位，而甲方又要求保证一定的车位数量，因此，该项目采用了机械停车位，在仍不满足数量的情况下，在整个建筑物北侧加出长73.50m、宽12.60m(两个6.30m柱网)的面积，设计了5层立体停车位。地下二层建筑标高为-10.50m，考虑室外管网布置需要的2.0m覆土外，总高度为8.50m，仍不能满足5层立体停车的高度要求，经过与建筑和设备专业讨论，决定将基础底板局部下挖2.0m，以满足高度要求。停车位剖面图，详见图3。
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此处挡土墙高度从基础底板板面标高-12.60m到-2.15m,总高度为10.45m。挡土墙计算荷载考虑如下：
地面恒载：2.0m覆土 ，2.0×18=36kN/m2；
地面活载：消防车通行，16kN/m2；
地面荷载：q=36+16=52 kN/m2；
简化计算得：墙顶A点的土压力σ1=26kN/m2
墙底B点的土压力σ2=120 kN/m2。
假定计算模型为梁，下端固定，上端简支。控制裂缝宽度为0.3mm(考虑建筑外墙防水的作用，适当放宽裂缝要求)，计算截面的大小由1000mm×500mm试算，截面超筋，调整截面到1000mm×700mm，理正计算根部配筋为As=9651 mm2，配筋过大仍无法配筋。而且此处R轴北侧距建筑红线仅为2.5m，考虑施工放坡等因素的影响，外墙外轮廓为轴线外500mm，已是极限尺寸。另一方面，车位柱网6.30m处也已做到了机械停车位的极限尺寸，外墙厚度直接影响车位净距，最大允许值为600mm厚，因此，此处和建筑专业商量，在每个机械停车单元之间加一道混凝土墙。按板计算，最终可确定墙厚为550mm，满足各方面要求。, http://www.100md.com(徐莉)