1、沁阳市人民医院病房楼结构设计摘要：笔者从结构角度包括抗震设计、结构选型、结构计算及特殊问题的处理结合医院的特殊性对其进行详细介绍，并对一些特殊问题进行论述、比较，使其设计更加的安全、合理、经济。 关键词：CFG 桩周期振型 中图分类号：TU318 文献标识码： A 工程概况 本工程为河南省沁阳市人民医院病房楼工程，建筑总面积 53710 平方米；建筑高度 63.45 米；地上总宽度为 48 米，总长度为 110 米。地下一层（用于设备用房） ，层高 4.8 米。地上十六层（含一层设备层）其中一三层层高均为 4.5 米（用于医技、门诊、手术等） ，设备层层高 2.7米，四十五层层高均为 3.9
2、米（用于标准护理单元） 。 本工程结构体系为框架-剪力墙结构。抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g；设计地震分组为第二组。抗震设防类别为重点设防类（乙类） 。地震作用按 7 度，特征周期值为 0.55s。抗震措施按 8度抗震设防的要求进行设计；抗震等级：框架一级，剪力墙一级。地基基础设计等级为乙级。建筑场地类别为类；场地类型为中软土。地下水位埋深为自然地面 3.86.4 米 m 之间，对混凝土结构无腐蚀性。抗浮设计水位为地坪以下 3 米。 地基基础 地质条件 场地地貌单元属河流冲积平原。地层属第四系全新统人工成因的杂填土和冲积成因的粉质粘土组成。地下水水位埋深 3.8-6
3、.4m。地下水类型为潜水，水位年变幅约 1.50m，近年最高地下水位约 3.0m。按其时代成因及物理力学性质，将地基土划分为 6 个工程地质层，主要分布详表1： 表 1 场地土分布及性状 地基基础设计 地基处理 由于病房楼层数较多，基底平均压力较大，天然基础的承载力不满足荷载要求，故地基采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）来进行地基处理。CFG 桩计算过程如下：(1)建筑物名称：病房楼；(2)层数（层）：16；(3)基底埋深（m）：6；(4)基地平均压力值 P（kPa）：329.0；(5)桩径（m）：0.4；(6)布桩形式：正方形；(7)桩入土深度（m）：21.5；(8)有效桩长（m）：17.5
4、；(9)持力层号：；(10)桩间距（m）：1.8；(11)面积置换率 m：0.0387；(12)单桩竖向承载力特征值 Ra（KN）：661.41；(13)复合地基承载力特征值 fspk（kPa）：283.7；(14)经深度修正后复合地基承载力特征值 fa（kPa）：383.45；(15)验算结果（P 与 fa 比较）：Pfa，满足。 注：单桩竖向承载力特征值计算公式：Ra=upqsili+qpAp；复合地基承载力特征值计算公式：fspk=mRa/Ap+（1-m）fsk（ 取0.75） 表 2CFG 复合地基压缩模量值 层号 岩性描述 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 处理前 压
5、缩模量 Es(MPa) 6.1 5.6 6.4 6.2 8.1 处理后 压缩模量 Es(MPa) 18.66 17.13 19.58 18.97 表 3 地基变形 代表性桩 桩 1 桩 2 桩 3 桩 4 沉降量（） 48.48 48.07 48.43 48.48 最大沉降差（） （桩 1、桩 2）0.41 最大倾斜 0.0000040.002 2、基础设计 基础采用梁板式筏形基础，底板厚 900mm，基础反梁 800X1800mm，地下室挡土墙厚 300mm，基底标高-6.900m。由于医院建筑地下室设备较多，很多房间需要做地下排水沟，故基础反梁顶与地下室建筑地面预留300mm 距离并用覆土
6、填充。 上部结构设计 1、结构选型 医疗建筑属于重点设防类建筑，本工程地震作用按抗震设防 7 度，抗震措施提高一度按 8 度抗震设防进行设计，该楼框架抗震等级为一级，剪力墙抗震等级为一级。 方案设计 由于建筑功能的需要，在建筑左右边缘设置楼电梯各一部，建筑中心处设置八部电梯两部楼梯，中心处剪力墙较多，两侧剪力墙较少。 (1)调整前周期计算结果。振型 3 的扭转系数为 0.24，小于 0.5，第3 振型属平动，不满足高层建筑钢筋混凝土规范 （以下简称高规）3.4.5条 Tt/T10.9 的规定规定；。造成此结果的原因是，本楼两侧边缘剪力墙较少，而中间剪力墙较多，导致楼层刚度两侧小中心大，平面扭转
7、混乱。Y 方向最大层间位移角为 1/1186 满足高规3.7.3.1 中 1/800 的规定。 ，笔者采取的措施是在中心剪力墙上开结构洞口，在两侧增加剪力墙，即增加楼层两侧刚度，减弱中心中心刚度。至于新开的结构洞可用填充墙封堵。 (2)调整后周期计算结果：调整后，振型 3 的扭转系数为 0.79，大于0.5，证明第 3 振型为扭转，以扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比，即第 3 振型周期 1.7627 与第 1 振型周期 2.0564 之比为 0.86，满足高规规定的不大于 0.9 的要求。(4)调整后，Y 方向最大层间位移角增大为 1/1064，但仍满足高规3.7.3.1 中
8、不大于 1/800的规定。 四、结束语 病房楼是医院建设中一个重要的组成部分，沁阳市人民医院病房楼功能含盖了设备用房、中心供应，ICU、手术室、护理单元等，在医院病房楼设计中有一定的普遍性和典型性，笔者从结构角度包括抗震设计、结构选型、结构计算及特殊问题的处理对其进行详细介绍，并对一些特殊问题进行论述、比较，使其设计更加的安全、合理、经济。 参考文献： 1GB50010-2010，混凝土结构设计规范S.北京：中国建筑工业出版社，2010。 2JGJ3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程S.北京：中国建筑工业出版社，2010。 3GB50223-2008，建筑工程抗震设防分类标准S.北京：中国建筑工业出版社，2010。 4GB50007-2002，建筑地基基础设计规范S.北京：中国建筑工业出版社，2010。
