地震强大的破坏力是造成建筑物大量倒塌的主要原因。在医院建设中,除了按国家标准完成各种建设项目的抗震设计外,还需注意医院实验室的抗震设计,它在所有建筑中的地位是最为特殊的。由于实验室内存放大量设备、仪器、药物、制剂等,一旦在地震中倒塌,除了经济损失巨大外,生命安全也更直接地受到威胁,因此设计师必须对实验室的抗震设计引起更多的重视,主要是结构设计。本文就实验室建筑预防地震灾害的设计原理和需要注意的问题予以介绍。
 
一、严格依据抗震规范
我国抗震减灾方面的规范有《建筑抗震鉴定标准》、《建筑抗震设计规范》、《抗震设防分类标准》、《生物安全实验室建筑技术规范》等。美国关于抗震设计的规范有:美国土木工程师协会(ASCE)ASCE/SEI 7标准有关抗震设计的要求。其中的要求是以“美国国家地震减灾计划”(National Earthquake Hazards Reduction Program)的规定为根据的,由美国地震安全建筑协会(Building Seismic Safety Council)编制。
 
二、建筑外形的设计
在设计理念方面,建筑的外形对结构的抗震能力的影响最大。玻璃幕墙的面积、拱形结构的规模、外部柱线的位置等,作为建筑设计元素都会直接影响建筑的抗震性能。建筑工程师必须考虑设计理念能对结构的抗震能力产生什么样的影响。例如,想要把一层设计成开放式的建筑师必须考虑其稳固性,即便采用了剪力墙,建筑师也必须考虑到无数的开放式空间会使剪力墙的抗震效果大打折扣。
 
三、建筑结构的抗震设计
在结构方面,各个结构部件必须能连成一体来抵抗地震力的破坏,因为地震会影响整个建筑系统的每个部分。如果建筑的每个结构部分不是牢固地衔接在一起、作为一个整体对抗地震力,那么只能是分散的各部分与地震对抗,最弱的部分则首先受到摧毁。结果其他建筑部分承受荷载的转移或变化,最终导致建筑倒塌。因此,建筑各个结构部分连接的牢固程度是抗震的关键。例如砖石建筑中,如果地面和墙体没有很好的连为一体,在地震力的作用下,墙体可能会与地面系统分离、独自运动,导致墙体坍塌、地面下陷。尽管在设计中,每个结构部分的承重荷载都已经分配合理,但是如果没有在细节上落实、在施工中很好的将各个结构部分连接,那么建筑的抗震能力仍然不可靠。
四、非结构部件的抗震设计
地震对非结构部件的摧毁程度,往往比结构部件要大的多。非结构部件一般是指在结构分析中不考虑重力荷载以及风、地震等侧力荷载的部件,如隔墙、楼梯踏步板、框架填充墙、建筑外围墙板、雨篷、玻璃幕墙等,实验室内还有重要设备的维护结构。虽然地震中因非结构部件的折断、掉落等原因造成死亡的情况不多,但是在实验室建筑内设备重量较大的情况下,这些非结构部件足以对生命安全形成足够的威胁。因此,有必要根据以往地震中的宏观震害经验和相关标准,妥善处理这些非结构部件,以减轻局部震害,提高建筑的抗震可靠度。
此外,在设计的同时还要考虑相邻的建筑结构。在地震作用下,每个建筑单体都有不同的反应模式,建筑与建筑间必须留有充足的间隔空间,从而避免两建筑相撞。在剧烈地震中,每个建筑其实都像钟摆在摇摆。如果两建筑的净空间距比每个建筑水平运动后的位移量之和还要小,那么这两个建筑可能像两个钟摆激烈相撞,破坏后果不堪设想。
 
五、结束语
建议震区和全国其他处在地震带上的实验室建筑都要特别加强设施抗震评估,地震低发地区设施的侧力结构也要满足防风设计标准。在设计上除了设施结构设计达到国家标准,在结合国情的情况下,非结构部分的设计施工也要特别加强。