试论医院住院楼建筑结构的人性化设计理念.doc

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1、. 试论医院住院楼建筑结构的人性化设计理念 摘 要作者 王志恒（铜川职业技术学院建筑工程系）本设计采用的是钢筋混凝土框架结构，它能充分利用建筑物内在任何情况下都要采用的梁和柱的刚度，梁和柱是框架结构中最主要的承重构件。柱子是结构的竖向构件，承受从楼面和屋面传来的竖向荷载，并将这些荷载最终传给基础。本设计主要进行结构方案中横向框架的抗震设计，首先计算各层荷载标准值，验算风荷载和地震荷载作用下的侧移。接着进行恒荷载、活荷载、风荷载和地震荷载作用下的内力分析。本设计依据医院建筑设计规范，设计合理，结构简单，对称，考虑了功能、美观和经济上的需求。立面整洁，刚度变化均匀，整体稳定性高。在结构设计时依据规

2、范的要求充分考虑了抗震设计，保证建筑的抗震要求，使整个结构能够有效地抵抗地震灾害。关键词：框架, 荷载计算,结构设计,抗震设计,人性化ABSTRACTThis project uses the reinforced concrete frame system, it makes use of the stiffness in beams and columns that are required for the building in any case, beams and columns are primary load-bearing member. A column is a verti

3、cal structural member transmitting axial compressive loads, support vertical loads from the floors and roof and transmit these loads to the foundations. The purpose of the project is to do the anti-seismic design in the crossbeam frames, in the first, calculate the standard load of each floor, and c

4、heck the displacement under the wind and earthquake loads. Next, analyze the internal force under the dead loads, live loads, wind and earthquake loads, and draw interaction diagrams; include bending moment, shearing force and axial force. After combination of the internal force can be made by using

5、 the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be calculated reinforcing of beams and columns and drawn the components. This project according to the hospital building code, design effecti

6、ve, the structure simple, symmetric; consider levels of functional, aesthetic and economic requirements. The building sets up the surface regular， rigidity change evenly, the overall stability is high. When design the structural, consider amply the anti-seismic design according to the codes requirem

7、ent. Guarantee the buildings anti-seismic requirement, enables the entire structure the structure the effective resistance earthquake disaster.Keyword: Frames, Load and calculate, Structural design, Anti-seismic design, humanization.以病人为本是新时期医院建筑设计的核心，其中医院的病房具有生活、治疗、康复等多重功能，是病人停留时间最长的医疗空间。因此，如何考虑病人的

8、心理和生理特点，创造舒适宜人的病房空间，使病人早日康复，是医院建筑设计的重要内容。当前社会上医院病房楼多数均采用框架结构，其结构承重以梁柱为主，传力路径明确，整体刚度和抗震性能较好，尤其是内部空间布局灵活的特点为病房及一些有特殊要求的房间的布置提供了有利条件。以下就病房楼设计中应予重视的几个问题及国内外一些实例进行探讨。（1）个人领域空间的限定在多床间的设计中，变化平面布局形式，为病人提供明确的个人领域空间，就能更好地满足病人对私密性的需求。日本稻城医院病房的设计通过二床间病房和四床间病房灵活的交替布局，使病房中各床位不仅临窗具有良好的视野，而且个人领域空间获得保证，为病人提供了极大的方便。

9、（2）提供公共交流空间病房空间设计要考虑个人领域空间的限定，注重公共交往空间的设置。我国目前新建医院的病房设计，大多注重旅馆式单床间或单床套房的设置，忽视了病人的特殊心理需求，缺乏公共交往空间。为此，结构设计布置时应给予足够重视。 （3）良好的视线设计保持与室外和公共部分的视线联系，进行良好的视线设计，是评价病房方便舒适的一个重要标准。 （4）舒适宜人的声、光、色环境为住院病人创造安静的康复环境，除合理进行医院的总体布局外，还需进行声、光、色环境设计。比利时根特医院特点精心设计病房的光环境，避免阳光直接照射卧床病人，靠近病床一侧采用高窗，另一侧采用落地窗，为病人提供了宜人的光环境。 （5）其他

10、各类功能要求的相互协调病房空间除合理限定私密空间、公共空间外，亦应很好地满足护理、治疗等其他功能要求。病房入口处可设置护士工作台便于护理或治疗，起居空间侧面设置灵活的储藏空间，既可以用作医务人员储藏物品或辅助器具，又可用作工作空间，十分方便。如洛阳市涧西区河科大二附院病房楼，框架跨数为五跨，两内走廊，两边跨设置病房，中跨设置洗污消毒、医办等房间，结构布局较为合理。又如青岛经济技术开发区第一人民医院病房楼，工程总建筑面积2万m2，地上11层，地下2层。在设计中，通过对病房楼发展趋势的研究，在设计中采取了许多“变异”手法，结构布局非常合理，并且具有护理半径短、医患分区、互不干扰的优点，结构与功能合

11、理结合，显示出“以人为本”的绿色建筑设计理念。为此,要求医院住院楼在人性化设计理念的指导下,严格按照现行结构规范的要求下进行的具体设计过程是： 1.功能结构设计：本住院楼采用框架结构,共六层，第一层层高为4.2米，其余层高为3.9米。走廊宽度为2.4米，能够让病床及担架顺利通过。在第一层设有急诊室、院长办公室、透视室、化验室、档案室、其中挂号和取药室应设在大厅两侧，由于考虑到人流量较大和病人需要休息等情况，本设计的大厅面积应相应大些，并且在大厅入口处设有楼梯和医用电梯。从第二层以上开始设有单人病房,双人病房和多人病房，病房的布局应遵循人性化的设计理念,其中在单人病房和双人病房中设有卫生间,每个

12、病房必须考虑足够的通风与采光。在每层设有护士值班室、病理室、处置室和消毒房等。在六楼应设有一个井字梁结构的面积大约200平方米的大会议室，以供大型会议的召开。2初步设计：此设计阶段包括设计资料、结构选型和框架结构计算简图。其中设计资料一般应掌握工程名称、工程概况、该地区的温湿度、相对风向、雨雪条件、水文地质条件和该建筑物所选用的材料；本设计的结构选型是采用钢筋混凝土框架结构体系、现浇混凝土肋形屋盖、刚柔性相结合的屋面、现浇钢筋混凝土肋形楼盖、钢筋混凝土板式楼梯、现浇天沟；在确定框架结构计算简图时取相邻两个柱距的各1/2宽作为计算单元，并根据相应的规定计算其边跨、中跨框架梁以及柱的框架几何尺寸，

13、进而计算他们的线刚度来确定杆端弯矩分配系数。3荷载计算：恒荷载计算是先计算屋面和楼面线荷载，然后再计算屋面和楼面框架点集中荷载；活荷载计算是按上人屋面进行的；风荷载是按作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值进行的。高度的选取是从地面高度开始的，在计算了风荷载的情况下进而对风荷载作用下的位移进行验算，分别计算其侧移刚度（按D值法）和框架的侧移（按剪力分配法），并判断各层的侧移是否满足规范要求；水平地震作用的计算，因为此建筑物建筑高度小于40米，且质量和刚度有沿高度均匀分布，所以采用底部剪力法计算水平地震作用。4内力计算：恒荷载作用下的设计值是将梁的固端弯矩乘以1.2的系数后计算设计值作用下

14、的内力，利用弯矩分配与传递的方法分别求得恒荷载作用下的弯矩、剪力和轴力，并分别画出他们的图形；活荷载设计值作用下的内力在本设计中是按分跨布置计算（活荷载作用在边跨和中间跨时分别对待），同样画出相应的弯矩图、剪力图和轴力图；风荷载作用下的内力计算首先是按左风（利用D值法进行计算）求得各柱反弯点的剪力值，各柱反弯点高度和各柱的杆端及梁端的弯矩值，然后利用结构的对称求得右风的内力；框架在横向水平地震作用下（左震）的内力也可由D值法进行计算，画出相应的弯距图、剪力图和轴力图，同样利用结构的对称性求右震内力图；与地震作用相结合的重力荷载代表值作用下的内力计算在屋面梁上的线荷载设计值：恒载+0.5雪荷载，

15、在楼面梁上的线荷载设计值：恒载+0.5活荷载，由均布重力荷载代表值引起的固端弯距分别计算屋面梁固端弯距和楼面梁固端弯距，利用结构对称时的分配系数，由弯矩分配法可求得其内力。相应的弯距图，剪力图和轴力图。5内力组合：各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。对于有地震作用时，应分别考虑恒载和活载及重力荷载代表值与地震作用的组合，比较两者的内力，取最不利者。且构件控制截面的内力值应取支座边缘，本设计按非抗震和抗震两种情况进行内力组合，即非抗震时采用恒载、分跨布置的活载和左右风载进行内力组合；抗震时采用重力荷载代表值和水平地震作用进行组合。6. 梁柱截面配筋计算：框架梁、

16、柱截面配筋除满足承载力要求外，对于梁和 0.55的偏心受压柱还应满足裂缝宽度的要求。 框架梁的配筋计算,梁的支座截面考虑了柱支承宽度的影响，按支座边缘面的弯距计算，其值为： 。同时在对梁的截面尺寸满足要求的前提下考虑承载力要求和最小配筋率要求以及箍筋和弯起钢筋的数量进行计算。框架柱的配筋计算，本设计中底层柱的计算长度l0=1.0H,其他层柱的计算长度l0=1.25H，H为计算简图中各层的层高。抗震时，各层柱在重力荷载代表值及横向地震作用下，在横向框架平面内外，先分别按单向偏心受压和轴新受压构件计算其配筋，然后，在重力荷载代表值及纵向地震作用下，按双向偏心受压构件进行正截面受压承载力验算。 7.

17、 整体双向肋梁楼盖板的配筋计算：是依次计算出恒荷载、活荷载的标准值和设计值之后，按塑性理论分边区格板和中间区格板计算其弯矩，最后由弯矩计算出该板所需的配筋。8.板式楼梯设计：包括梯段板、平台板和平台梁的设计，梯段板设计时分别确定板厚、荷载计算（取1m板宽计算）、内力计算和配筋计算；平台板和平台梁的设计时分别是荷载计算、内力计算和配筋计算。其中在平台梁的设计时按构造要求配置箍筋，并验算斜截面受剪承载力。9.基础设计：本设计采用桩基础，首先计算基顶荷载，选取最不利内力组合，确定桩的规格及假定承台尺寸，计算单桩竖向承载力，确定桩的数量和排列，单桩受力验算（按中心受压验算和按偏心荷载验算），承台受冲切承载力验算，承台受剪切承载力验算， 承台受弯承载力计算和桩身配筋。10.绘出结构施工图和建筑施工图。 11.参考文献建筑结构设计综合手册 钢筋混凝土结构构造手册 房屋建筑制图统一标准 建筑结构制图标准建筑荷载规范 建筑地基基础设计规范混凝土结构设计规范 建筑抗震设计规范砌体结构设计规范 建筑结构设计手册相关教科书及其他专业书及相关规定、有关标准图集5