吕坚1 寇岩滔2
中国五洲工程设计集团有限公司1 北京西城 100053
中国航空规划设计研究总院有限公司2 北京西城 100120
摘要：医疗建筑中，很多房间由于所布置的仪器设备和使用功能的特殊性，其楼面均布活荷载的取值往往不能根据国家现行的结构设计规范直接确定。本文总结了相关规范、手册和文献中关于医疗建筑活荷载的取值方法，并进行了综合分析，给出了设计建议。
关键词：医疗建筑；医疗设备；荷载
1.前言
我国《建筑结构荷载规范》GB50009-2012[1]的表5.1.1中与医疗建筑相关的项见表1，通常对于门诊挂号大厅、候诊厅及其他没有大型设备但人员可能出现密集情况的位置，均布活荷载按11-（3）项，取为3.5 kN/m2。从表中可以看出，规范没有规定医疗建筑中常见的X光室、手术室、药房、血库等的荷载取值，需要结构设计人员根据具体项目资料确定。
2.医疗用房楼面活荷载经验取值
对于没有给出的楼面活荷载，《建筑结构荷载规范》规定可以按其附录C的方法进行等效折算，但实际情况往往是要在相关设备还没有订货，资料不完备、不准确的情况下开展设计工作，根据以往的工程经验，相关文献中给出了楼面活荷载的经验取值，汇总后见表2，房间的楼面活荷载可根据建筑的规模等在其建议的范围内选用。
表2附注：
（1）文献2和文献8在给出荷载取值的同时还给出了相应的医疗设备的型号，文献3~7仅给出了荷载取值；
（2）文献2列出了楼面均布活荷载的准永久值系数和组合值系数，组合值系数统一取为0.7，准永久值系数根据房间功能取0.5~0.8；
（3）房间名称中涉及的医疗术语解释如下：
ICU（Intensive Care Unit）——重症监护室
CT（Computed Tomography）——电子计算机断层扫描
MR或MRI（Magnetic Resonance Imaging）——核磁共振成像
PET（Positron Emission Computed Tomography）——正电子发射型计算机断层显像
DSA（Digital Subtraction Angiography）数字减影血管造影
Direct Digital Radiography（DDR）直接数字X线摄影
3.存在问题
3.1 关于准永久值系数和组合值系数
上述文献2中建议医疗用房楼面活荷载组合值系数取0.7，准永久值系数取0.5~0.8，根据《建筑结构荷载规范》第2.1.7条、第2.1.9条对组合值和准有永久值的定义及表5.1.1实际规定的组合值系数与准永久值系数取值，组合值系数应不小于准永久值系数，而文献2中，出现了部分组合值系数取0.7、准永久值系数取0.8的情况，与规范的定义相矛盾。存在上述矛盾的项有：X光存片室、血库、药库、采用2616型治疗台及3704型椅的口腔科、消毒室、CT室和MR室。
3.2 关于医疗设备荷载的等效折算
《建筑结构荷载规范》[1]附录C规定的等效均布活荷载计算要点如下：（1）对于楼板、次梁、主梁，应使其内力、变形和裂缝在设计控制部位上等值。一般情况，仅满足内力等值即可（C.0.1条）；（2）对于单向板和双向板，按边界条件为简支、最大弯矩相等的原则确定等效均布荷载（C.0.4~C.0.6条）；（3）对于次梁，按边界条件为简支、最大弯矩相等与最大剪力相等两者的不利情况确定等效均布荷载（C.0.7条）；（4）对于基础、柱和主梁，荷载比较均匀地分布时，可用全部荷载除以受荷面积确定等效均布荷载（C.0.8~C.0.9条）。
从上述计算方法可以看出：
（1）对于楼板、次梁、主梁、柱、基础等不同构件应采用不同的等效均布活荷载，而表2建议的荷载值一般被认为是楼板的均布荷载，而对于次梁、主梁、柱和基础，通常的处理方法是在表2建议值的基础上按《建筑结构荷载规范》第5.1.2条 “第1（2）~（7）项”的规定予以折减或直接采用表2建议的荷载值不予折减，这样得到的主梁、柱、基础荷载与附录C方法得到的荷载通常会有较大的偏差。
（2）同样的设备荷载，当板的支撑条件（单向板、双向板或悬臂板）以及板的跨度不同时，得到的等效均布荷载也有比较大的差别。表3为某DR室的相关设备参数，表4为不同跨度条件下等效均布荷载的对比，计算时偏保守地将全部荷载作用在板的跨中。可以看到，板的计算跨度对等效荷载影响很大。
（1）等效均布荷载1按最大弯矩相等计算，等效均布荷载2按总荷载除以总面积计算；
（2）楼面均布荷载1=设备等效均布荷载1+人员均布荷载，楼面均布荷载2=设备等效均布荷载2+人员均布荷载；
（3）设备占地面积较小，为便于对比，均未扣除设备所占面积上的人员荷载。
4.建议
通过上述分析和计算，医疗建筑楼面等效均布活荷载取值建议如下：
（1）在设备资料不完善时，可根据建筑规模和楼板跨度，参照表2 的经验数据取值，楼板跨度大时取较小值，计算主梁、柱、基础时对等效均布活荷载按规范规定予以折减。
（2）设备资料完善后，应根据实际的荷载资料，对设计进行复核，避免不安全和过于浪费的情况。复核计算时，建议楼板、次梁和主梁、柱、基础根据表4中的楼面均布荷载1和楼面均布荷载2的取值方法按两个模型分别复核，可以得到更加经济合理的结果。此时应注意，按楼面均布荷载2的取值方法复核地震作用时，根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010[1]第5.1.3条，此时活荷载已经是“按实际情况计算的楼面活荷载”，该条规定的“组合值系数”应取1.0。
（3）关于准永久值系数和组合值系数，X光存片室、血库、药库等建议参照《建筑结构荷载规范》表5.1.1第6项，组合值系数取0.9，准永久值系数取0.8；采用2616型治疗台及3704型椅的口腔科、消毒室、CT室和MR室等建议参照《建筑结构荷载规范》表5.1.1第9-（1）项，组合值系数和准永久值系数均取0.7；其余项次可按文献2建议取值。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范GB50009-2012.北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施——结构（结构体系）（2009年版）[M].北京：中国计划出版社，2009.
[3]李伟.医疗卫生类建筑结构设计的几点体会[J].工程建设与设计，2017（17）.
[4]牛喜山.浅谈医院建筑的结构设计[J].建设科技，2016（14）.
[5]杨京华.浅议医疗建筑结构设计中若干基本概念和基本问题[J].工业建筑，2013（1）.
[6]汪立生.中国人民解放军第174医院门诊综合大楼结构设计[J].工程建设与设计，2008（10）.
[7]郑静红，苏恒强，何军，项征.株洲市中心医院的结构设计[J].广东土木与建筑，2013（3）.
[8]朱建群.医疗建筑结构设计要点[J].中国医院建筑与装备，2017（2）.
[9]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（2016年版）GB50011-2010.北京：中国建筑工业出版社，2016.
作者简介
1.吕坚；1981年10月；男；汉族；内蒙古通辽市；硕士；中国五洲工程设计集团有限公司；高级工程师；建筑结构工程设计
2.寇岩滔；1981年10月；女；汉族；辽宁省盖州市；硕士；中国航空规划设计研究总院有限公司；高级工程师；建筑结构工程设计
论文作者:吕坚1,寇岩滔2
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第17期
论文发表时间:2019/3/19
标签：荷载论文; 系数论文; 楼面论文; 组合论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 建议论文; 《建筑细部》2018年第17期论文;