医院抗震结构这样设计后，造价节约10%面积还变大~

我国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，保障建筑的抗震安全，是目前我国建筑结构的主要设计重点。医院建筑是治病救人的重要场所，因此，设计师要确保其医疗功能正常发挥，尤其面对自然灾害时，更应确保主体结构不被破坏。

数年来，我国医院建筑的抗震要求不断提高，以同一个城市，使用功能相同、层数相近的医院建筑为例：

2006年建设的某医院住院楼采用框架-剪力墙结构，剪力墙厚350mm，在建筑平面长宽比较大（长宽比越大，越不利于结构抗震）的情况下，墙体数量较少便可通过评审。

▲ 图  2006年医院抗震要求

2014年建设的某医院住院楼采用框架-剪力墙结构，在平面长宽比较小的情况下，剪力墙数量依然有所增加，且最小墙厚需400mm，才能满足计算要求。

▲ 图  2014年医院抗震要求

2017年建设的某医院住院楼，墙体数量需要相当多，且墙厚至少需500mm才能满足计算要求。

▲ 图  2017年医院抗震要求

抗震设防要求的不断提高导致主体结构构件（梁、柱、剪力墙）尺寸增加，会直接增加结构的工程造价，而对于一个完整的建筑而言，结构构件的尺寸越大，意味着留给设备管线、人员使用的空间越小。

医院建筑的特点是：使用功能复杂，各层平面布局无规律，设备管线错综复杂，对结构竖向构件（如剪力墙、柱）的布置位置和大小限制很严格，在剪力墙上开洞频繁。在功能复杂、设备繁多的医院建筑中，这些空间损失给业主带来的影响，远比土建成本增加带来的影响更严重。

天津市咸水沽医院迁址扩建项目，设计方是天津市建筑设计院医疗设计院，位于天津市津南区，裙房地上3层，主楼地上10层，抗震设防类别为重点设防类（乙类），场地类别IV类。

根据国家及地方的规定，按照8度（0.3g）采取地震作用计算，按照9度采取抗震措施，这样的抗震设防要求，已经接近规范的最高要求。如果采用传统的框架-剪力墙结构，剪力墙厚度需达到550mm，不仅会影响建筑楼梯净宽，水暖风机、立管位置，并占用过多使用面积，而且会导致建筑空间效果变得非常笨重。

▲ 图 天津市咸水沽医院实例效果图

设计方根据结构的体型及受力特点，选用适合本工程的消能器，经多轮试算、比较后决定采用框架+防屈曲约束支撑体系，无剪力墙，极大地提高了空间使用效率，结构的抗震性能也得到了保证，建筑整体经济效益提升明显。借助消能建筑技术，本工程受到甲方高度好评，即将被评为2星级绿色建筑。

▲ 图  采用框架+防屈曲约束支撑体系的建筑结构

▲ 图 应用消能建筑技术的医院建筑外观

传统的建造结构抗震设计，是依靠增加构件的强度、刚度和延性来增加结构构件的承载力来抵御地震作用。简单来说就是地震力越大，结构构件就需要越强，即“以刚制刚”的“硬抗”，而地震力在建筑结构中的作用，却恰恰也是“吃硬不吃软”，构件截面越大，其所吸收的地震力越强，二者不断“恶性循环”，所以传统抗震设计只能不断加大配筋、增大截面，但这种设计已经严重影响到建筑功能的发挥。

▲ 图  传统结构抗震设计

相对于传统设计思路，建筑结构体系采用消能减震技术后，面对地震就像是打太极一般能“以柔克刚”进行“消能”。这种结构体系采用可以吸收地震能量的专用消能部件，如防屈曲约束支撑、软钢剪切阻尼器、黏滞阻尼器、粘弹性阻尼器等，这些部件在强地震中能率先消耗结构的地震能量，迅速衰减结构的地震反应，并保护主体结构和构件免遭损坏，确保结构在强地震中的安全。它们“以疏代堵”地耗散地震能量，地震灾害发生之后只需更换损坏的消能部件即可。

▲ 图  消能减震结构设计

表  两种抗震结构设计的经济性对比分析

▲ 图  采用传统钢筋混凝土框架-剪力墙体系

▲ 采用框架-剪切/粘滞阻尼器体系

▲ 采用框架-防屈曲约束支撑体系

▲ 图  传统抗震结构 VS 消能减震结构

结构设计师的使命是保证建筑的安全，实现建筑的功能，同时提高建筑结构的经济性。无论技术如何发展，抗震要求如何提高，作为结构设计师都应该将加法留给自己，将减法留给业主，再复杂的设计由设计团队来实现，业主得到的永远是经济、合理、美观、安全的设计成果。

“第二十届全国医院建设大会暨中国国际医院建设、装备及管理展览会”（以下简称：CHCC2019）期间，大会特邀天津市建筑设计院医疗院团队进行专场论坛分享。团队以“有情怀、懂技术、擅协作”为宗旨，围绕“同步一体化”创新设计，分享如何用高完成度的设计为业主提供“省心、省力、省时、省钱”的超值体验，从源头上实现医院建设过程的绿色。

折腾自己，成就甲方；

不忘初心，方得始终。

2008年12月27日，《中华人民共和国防震减灾法》由中华人民共和国第十一届全国人民代表大会常务委员会第六次会议修订通过，修订后的《中华人民共和国防震减灾法》自2009年5月1日起施行。

中国地震局于2009年4月23日印发《关于学校、医院等人员密集场所建设工程抗震设防要求确定原则的通知》，明确了医院建筑的抗震设计要求。