本期课程提纲


一、隔震建筑定义和原理

二、医疗隔震建筑的消防设计

三、医疗隔震建筑的节点设计

四、案例——唐山市妇幼保健院迁建工程

五、隔震建筑设计中需要注意的其他问题

一、隔震建筑定义和原理

建筑物和基础之间,设置一种特殊装置把建筑物和地面分开,隔离地震能量向建筑物传递,减轻地震灾害。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010之3.8.2条)规定:“采用隔震或消能减震设计的建筑,当遭遇到本地区的多遇地震影响、设防地震影响和罕遇地震影响时,可按高于本规范第1.0.1条的基本设防目标进行设计(即前述抗震设计的设防目标)。”

由于隔震结构能够大幅度减小地震作用,一般减小60%左右。上部结构在水平荷载作用下运动特征基本趋于平移运动,其耐震安全性大大提高。地震作用下基本可以达到“小震无感,中震不坏,大震可修”的设防目标。也就是说多遇地震下基本无震感,设防烈度地震下可不受损坏或不需修理可继续使用,罕遇烈度地震下可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用。另外地震时内部人员不致产生晃动、站立不稳,提高了舒适度,房屋内家具、设备不致倒塌,避免了相应的次生破坏,确保震中、震后能够正常运转。这就是隔震建筑。

二、医疗隔震建筑的消防设计

1、隔震层的防火分区设置

目前国内常用的隔震层设置在一层与首层之间,层高2.20m。采用隔震方案,隔震层设置在地下。

隔震层设置隔震垫和部分设备管线,没有其他功能。隔震垫为难燃材料制成,本身不产生火灾,为防止周边发生火灾时对它造成影响,对隔震垫采用两层无机防火布进行包裹,进行防火隔离处理。设备管线为水管、风管和强弱电桥架,水管的保温材料为B1级,风管为A级材料,电缆为B1级,火灾危险非常低,并已设火灾自动报警和喷淋系统。

隔震层平时没有人停留,每个防火分区均小于4000平方米。

关于隔震层的防火分区划分的依据问题,国家还没有相关规范做出明确规定。我们考虑到该层的火灾危险性远远低于地下车库,而且没有人员停留,因此参考《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97的规定,按每个防火分区小于4000平方米的标准进行划分。

目前,此标准经过河北省消防大队召开专家论证会后批准执行。

2、隔震垫的防火保护

隔震垫位于隔震层内,火灾危险性很小,可以通过设置喷淋和烟感探测器的方式进行保护。当然,如能在隔震垫周边增加防火保护,可以进一步减少火灾的危害风险。

3、隔震层的防火封堵

为了保证地震时隔震层上部建筑可以摆动,隔震层的墙体不能砌到顶到该层楼板,与顶板留2~3cm的缝隙,用防火材料封堵。临近隔振垫、顶板梁的墙体要留60cm的空隙,使上部梁板可以在地震时摆动。但平时该缝隙需要用软连接的防火材料封堵。节点如下:

三、医疗隔震建筑的节点设计

1、隔震建筑的楼梯设计

当地震发生时,由于隔震层上下两部分要发生位移。因此,为了保证地震发生时,建筑的正常使用,当有楼梯,电梯等垂直交通穿越隔震层,在设计时必须考虑楼电梯的位移情况,并作相应处理。

2、隔震建筑的电梯设计

由于电梯井道为一上下贯通整体,通常我们将电梯井道吊挂于隔震层上部结构,将隔震装置安放于井道底部,使之与上部结构一起移动。此种方法隔震原理简单,但需注意以下几点:

(1)是隔震层及以下结构楼板、墙体、设备等一切障碍物要与下挂电梯井道保证足够的安全距离。

(2)由于下部结构楼板与电梯井桶之间为了保证井筒的移动而留有空隙,通常为500~600mm,需要采取滑动盖板将空隙盖平,要特别做警示栏杆或是画警示线提醒使用者。

(3)电梯门口出地面,墙体,顶面均要考虑移动伸缩的盖板或是柔性材料封堵。第四,在电梯井道底部,要留有充分的空间,便于将来更换检修隔震装置。

3、隔震沟的节点处理

当隔震层位于建筑首层以下时,从隔震层到室外地面会留有安全距离,保证隔震层上部结构移动时不于室外周边地面发生碰撞,这样就在隔震层与室外地面之间形成了一道隔震沟.为了保证建筑平常使用时人员的安全,隔震沟顶部通常设置可滑动的盖板,为了建筑效果,这种滑动盖板通常与周边铺地等景观元素结合考虑。需要注意隔震沟侧壁的顶标高要 高于室外地平,同时应作截水沟等措施,防止室外雨水倒灌进隔震沟内部。

四、案例——唐山市妇幼保健院迁建工程

该项目主体大楼形体复杂,高低错落,相互穿插,地面建筑被抗震缝划分为6个单元部分。一层采用大底盘抗震结构,技术措施较为复杂。总平面图如下:

隔震层位于 1F和B1之间, 隔震层层高2.2米,如下图所示:

该项目的隔震设计中,各专业具体做法如下:

1、建筑专业

(1)防火分区在隔震层内防火分区按照4000平方米,参照单层地下车库标准设计。 隔震层只作为结构和设备专业转换层用;

(2)防火节点设计在隔震层的楼梯、隔震层墙体节点做防火构造设计。

(3)隔震层楼梯防火节点

2、给排水专业

消火栓及灭火器设计:隔震层全面设计消火栓系统,保证每一点同时有两股水柱同时到达;室内消火栓系统设计水量30L/S,灭火时间2h;按照严重危险级全面设置磷酸铵盐干粉灭火器。

自动喷水灭火系统:隔震层按中危险II级全面设置自动喷水灭火系统;喷洒系统设计水量:45L/s,灭火时间1h。

3、强电专业

隔震层设置三分之一的应急照明, 设置疏散出口指示。

4、弱电专业

(1)火灾自动报警及联动控制系统

在隔震层内设置感烟探测器、手动报警按钮、消火栓启泵按钮、声光报警器等,在确认火灾后,可以满足规范要求的联动控制系统,如启动消防风机、消火栓等消防设备。

(2)广播系统

在隔震层设置紧急广播系统,着火时,启动紧急广播,紧急疏散人员。

五、隔震建筑设计中需要注意的其他问题

1、隔震垫的更换问题

隔震垫的使用寿命为50年,但需要在建筑的全寿命周期内考虑隔振垫的更换问题。因此在隔振垫四周应预留足够的空间能够更换隔振垫。可在一侧预留空间,空间大小为隔震垫的尺寸+1米。

2、建筑专业与其他专业的配合问题

(1)如有可能,优先采用底部隔震设计。底部隔震设计可以避免建筑构造节点、机电管线穿越隔震层的诸多问题。

(2)结构专业:建筑周围需预留出400~500(根据地震情况不同确定)隔震沟。隔震层的柱墩尺寸变大,建筑需要预留出设计条件,注意外墙设计。吊挂交通核问题:在隔震层以下楼层,需要预留出移动空间。

(3)机电专业:在隔震层预留机电软管连接的空间。隔震层需要预留出检修、更换隔震垫的空间。