医院建筑的结构设计要点

医院建筑的结构设计要点

在医疗建筑设计项目中，结构设计师作为建筑设计的下游配套专

业人员，需综合考虑医疗建筑的结构体系、荷载取值、功能要求的特

殊性，才能最大程度发挥专业优势推动项目的顺利进行。

关键词：医疗建筑；结构设计；设计要点

01前言

目前，传统设计院很少配备专门从事医疗建筑设计的团队，如果

以落后的设计理念，采取盲目照搬式的、缺乏前瞻性的设计，势必造

成建筑功能与新技术的不配套，影响科室的医疗功能和经营运行，甚

至在医院建设道路上埋下隐患。结构设计需要针对医疗建筑的特殊工

艺，提出一系列预见性问题及解决方案，这样才能增强设计配合，最

大程度上减少设计返工和降低工程成本。

为节约用地，目前以门诊+医技+住院楼的形式较为常见，通常简称为

医疗综合楼。

02结构方案

1）建筑高度和结构体系。对于医疗建筑设计来说，建筑高度是项目

投标阶段中结构专业需要参与论证的首要问题，建筑高度直接影峋结

构体系的选择和工程经济性。确定了建筑的高度之后，才能选择与之

匹配的结构方案。框架结构体系是多层公共建筑的最优选择，但由于

其抗震性能较差，特别是在9度高烈度地区的高层建筑，该体系已禁

止使用。针对不同高度可以采用框架-剪力墙、框架-核心筒、筒中筒

以及混合结构，从城市设计高度规划和地震安评工作的要求出发，大

多医疗建筑的高度在100米以下，采用框架-剪力墙、框架-核心筒结

构的经济性较好。

2）结构高宽比和长宽比。医疗建筑的标准层平面（住院楼）一般采

用走廊两边为病房的内廊式布局，由于受到公共建筑自然采光和通风

要求的限制，建筑轮廓较为狭长。我国规范对高层建筑的最大高宽比

和最大长宽比都有明确要求，建筑平面较为狭长或者有大开洞或凹凸

时，要考虑设置抗震缝。而抗震缝的防水处理和双排抗侧力构件脱缝

设计往往使建筑师难以接受，所以大多采用有效的构造措施和施工措

施，减少温度和混凝土收缩对结构的影响，例如加强保温隔热措施、

增加温度钢筋、设置后浇带等。

3）平面不规则和竖向不规则。我国抗震规范、高层建筑技术规程对

建筑不规则的限制非常严格，极大的限制了医疗建筑结构设计的发挥

空间。在建筑方案阶段应尽量减少高位转换、塔楼偏置、错层连体等

多重复杂不规则设计，以保证结构安全性和合理性。值得注意的是，

扭转不规则在大型公共建筑的设计中不可避免，应尽量保障竖向抗侧

力构件的连续和侧向刚度的规则，当出现三项及以上的不规则指标

时，应进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。

03医疗综合楼几个特殊门诊做法

X、CT、MR、DSA等房间都离不开“放射”两字，相应规范有严

格要求，为防止射线外溢，这类房间的底板和顶板板厚通常不小于

200mm（20cm厚），因为控制室-一般在“放射室”外，为防止射线沿

电线孔和其它预留管道孔向外泄漏，结构设计时通常将结构底板比建

筑面层降低300nlm,使电线和其它预留孔在建筑面层以下，做好管线

铺设后再用混凝土回填至相应标高。有些医院还配置了“加速器治疗

室”“诺力刀治疗室”，其超强辐射使得六面钢筋混凝土墙（板）厚

度均接近或超过1000mm,虽然墙（板）的厚度、预留预埋要求设备

厂家均会给出相应要求，如混凝土墙上的检测孔在垂直方向和水平方

向均应倾斜45。，电缆沟、排风管穿过防护墙时也不会直线预留，而

是折线设置避免辐射，治疗室顶部的风管留洞端头会设置钢筋混凝土

防辐射挡板等，这些都不要结构设计人员过多的思考，但关键是大体

积混凝土的浇筑将产生大量的水化热，如果浇捣过程中不及时进行降

温处理，钢筋混凝土将烧坏，像此类特殊构筑物，钢筋应采用焊接接

头（治疗室墙板加厚处钢筋要断开）。

所以对有射线外溢的特殊房间混凝土也有一定要求，需采用低热

混凝土，应选用级配良好的骨料，并应严格控制砂、石的含泥量，

使其不超过相关要求，添加的外加剂应具有缓凝作用和高效减水

作用，混凝土密度需大于24kN/m3,要满足大体积混凝土施工规范

要求，“加速器治疗室”“诺力刀治疗室”需一次性浇捣完成。

为确保混凝土浇捣质量，作为设计单位的结构专'也，应提醒甲方

和施工单位，做好大体积混凝土的施工预案，必要时请专家评审

会进行评审，通常要在混凝土中预埋降温水管，该降温水管的大

小和排布方案要通过计算获得•，最后管道内要用混凝土压力灌实，

条件允许的情况下可选择冬季施工，其它季节也建议当日气温较

低时浇灌混凝土，施工前要做好混凝土的供应预案，必要时还需

同交通部门衔接好，避免浇捣过程中混凝土量供应不足而形成施

工缝。

医院通常配备有口腔科，由于其特殊性，很多工作台处需配置洁净水

点和污水排出管，管道众多，设计时通常将口腔科区域的结构板降低

300mm,将给水、排水管铺设在内再用轻质填料填实，这样既方便日

后的维修，更方便日后的改造，做到美观实用。医疗建筑往往具有繁

多的科室功能、漫长的设备比选，医院通常设置有手术室，手术室有

严格的净化要求，通常配有规模不小的“净化机房”，暖通专业的通

风管道大而且多，需要在结构楼板上预留洞口，结构设计开始时，往

往甲方还没有定下设备厂家及设备型号，结构选择较为合理的梁板布

置可以为以后的复核带来方便，如选择井字梁的布梁方式，使以后的

留洞在井字格内某一块板范围内，便于设计的修改。

04结构设计要点

1）荷载选择《建筑结构荷载规范》GB50009中对建筑所需要的材料

容重和荷载选择都有明确的取值范围，能满足大多数公共建筑的设计

需求。然而，医疗建筑设计需要确定各科室功能、医技布置、医疗设

备、机电设施等多种非规定性荷载取值，并且楼板错层、人员流线和

各设备进出活荷载也给结构设计带来难度。医疗建筑活荷载需要根据

各功能房间的设备荷载和人流进行取值如门诊楼、医技楼的走廊、候

诊室荷载建议取3.5kN/m2o另外需要预留大型设备吊装时所需的后

浇板位置。设备运送叉车的净高要求和移动荷载在设计中常被忽视。

2）地上楼层设计医疗综合楼的标准层虽然以病房为主，但综合楼裙

房部分的房间通常为医技和门诊，功能布局都不相同，如果全部采用

墙下布置次梁的方式，不仅平面框架梁板布置凌乱，建模复杂，并且

在设计过程中修改布置和校对审核都非常麻烦。通常采用轻质墙板灵

活布置的方式，适当减少次梁数量，将墙板荷载折算成满布楼板均布

荷载，并且适当增加楼板负载的富余量。还有框架柱设计的尺寸应与

医疗功能房间配合设置，尽量使矩形框架柱的长边在建筑宽度方向，

充分发挥其抗震性能。剪力墙设置在两个交通盒区域，并且保证外框

架与剪力墙搭接处的锚固施工方便，可在剪力墙中适当设计用于框架

梁与剪力墙平面外搭接的端柱。

医院的水处理室和去污区等楼板错层较大处应采取加腋措施，加

强梁的抗扭作用。手术室楼层和设备层常有局部楼层电梯，当不允许

电梯基坑落地或者需要做双层板时，可适当考虑吊板大样。卫生间及

降板房间的梁标高需要考虑隐藏高差，降板边界处的梁可按反边大样

设计。

3）其他设计难题

医院建筑结构设计容易出现两个难题，需要引起结构工程师们的注

意。第一个是医疗工艺设计的滞后，第二个是改扩建医院的新旧建筑

连接问题。虽然设计总负责人在设计初期能够预见工艺设计配合进度

的迟缓，但是由于医院各科室的设备要求、物质流线和后勤流线都无

法较早确定，所以像污水处理池之类的工艺图纸迟迟不能提交，更有

甚者是，在结构施工图设计较长一段时间后，相关专业才提交污水处

理池和补充污水应急池等。这种情况下，结构工程师需要重新复核结

构安全性，并配套完成处理池的各种预留预埋问题，后期工程服务过

程更加繁琐和困难。

新旧建筑连接不仅仅是地面的走廊连接，还涉及到地下管廊设计、基

础避让、嵌固端可靠性等问题。旧有的医院大楼往往不能满足现行的

医疗技术、医疗设施、消防、抗震的新需求，同时结构设计还需