醫療建筑鋼結構入口大廳結構設計簡析

孫瑞鋒

（山東省建筑設計研究院，山東 濟南 250001）

前言

對于醫療建筑來說，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院就診的必經之路，其設計的好壞，直接影響著患者對醫院的第一印象以及就醫的舒適度。門診部與整個醫療建筑的關系相對于五星級大酒店的大堂與整個酒店建筑的關系，在功能與心理的意義上更具重要性。比如醫院街的設計方法引入我國之后，更多地被作為一種營造良好醫療環境并爭取更大經濟效益的手段。門診大廳空間作為醫療建筑的一個重要節點，在整個醫療建筑的設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，可以提升醫療建筑的整體形象，增強醫療建筑的親和力。目前的建筑設計中，為達到美觀效果，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構，由于存在躍層，混凝土柱截面較大，難以實現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構大廳依附于主體結構上，使得整體鋼結構具有堅實、輕盈和靈巧的特征，較好的實現了建筑意圖。

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一起，保證結構體系平面外的穩定，為結構和構件的整體穩定性提供側向支撐點；實現了鋼架體系的側向穩定。

采用此種方法，鋼結構大廳部分，質量較輕對主體結構影響較小，阻尼比可仍采用純混凝土的0.05。

1 計算程序

設計這類結構可采用sts進行空間計算結構類型應選擇“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中補充鋼結構部分。

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 規范選擇

這類結構已經超出門規的使用范圍，結構類型應選擇“鋼框架”，如果為抗震地區且選擇了地震作用計算，程序會自動按照抗震規范第八章關于鋼框架的規定進行控制；鋼梁應滿足鋼結構設計規范相關要求，當采用工形變截面梁時，建議梁構件承載力的校核采用按門式剛架規程進行校核，以考慮軸力的影響與變截面梁的穩定計算，但局部穩定應滿足鋼結構設計規范、抗震規范的要求；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，在有經驗的情況下可較鋼結構設計規范的撓度控制指標（L/400）適當放寬。

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?？扇?.1 kN/耐，但當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計入屋面支撐系統0.05～0.1 kN/耐的自重。

5 構造措施

鉸接柱腳節點構造要點如下：

（1）柱腳錨栓應采用Q235鋼或Q345鋼制作，錨栓的錨固長度應符合現行國家標準

錨栓端部應按規定設置彎鉤或錨板，錨栓直徑不宜小于24mm，且應采用雙螺帽。

（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灌注無收縮水泥砂漿。

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

獨立設置的系桿可采用圓形鋼管。由于系桿一般由穩定控制，鋼管截面具有強、弱軸回轉半徑相等的優點，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性能和屋面荷載的大小而定，一般在1 . 0～1 .5m范圍內。

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

結語

綜上所述，該類似門式鋼架的結構體系，使得整體鋼結構具有堅實、輕盈和靈巧的特征，較好的實現了建筑意圖。但對于此類結構的設計依據、結構體系、施工要點、應用范圍及受力性能等學術界和工程界尚無定論，國內相關標準、規范、規程也沒有明確規定。因此按此體系進行設計時，施工前必須通過施工圖審查部分的審查。

[1] GB50017-2003，鋼結構設計規范[M].中國建筑工業出版社，2003.

[2] GB50011-2010，建筑抗震設計規范[M].中國建筑工業出版社，2010.

[3] CECS 102:2002，門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程2012年版）[M].中國計劃出版社，2012.

[4]李雄彥，徐兆熙，薛素鐸.門式剛架輕型鋼結構工程設計與實例[M].中國建筑工業出版社，2008.