沁阳市人民医院病房楼结构设计
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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Ⅲ类；场地类型为中软土。地下水位埋深为自然地面3.8~6.4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3.8-6.4m。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；(9)持力层号：⑤；(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）：P
注：①单桩竖向承载力特征值计算公式：Ra=up∑qsili+qpAp；②复合地基承载力特征值计算公式：fspk=mRa/Ap+β（1-m）fsk（β取0.75）
表2CFG复合地基压缩模量值
层号 ② ③ ④ ⑤ ⑥
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 0.000004
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/T1≤0.9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：
[1]GB50010-2010，混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010。
[2]JGJ3-2010，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。
[3]GB50223-2008，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。
[4]GB50007-2002，建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010。