摘要：在我国城市化建设快速推进以及经济快速发展背景下，我国医疗设施并不能够保证民众在医疗条件方面不断增长的需求得到有效满足，因此我国开始积极开展医院建筑建设工作，不断优化医疗设施。相比于普通公共建筑，医院建筑在建设过程中有所不同，医院建筑需要保证各种医疗设备稳定运行，同时对内部构造以及功能等进行完善。

关键词：医院建筑；结构；设计

1 医院建筑结构设计问题分析

1.1 地基问题

地基是医院建筑的基础，也是提高医院稳定性的关键。通常情况下，地基施工主要涉及地质、设计参数等内容。首先，在地基建设过程中，部分设计人员过于信赖报告而未进行实地勘查，或者受客观条件的限制而缺少地质勘查报告的支持，甚至有个别设计人员直接参考其他工程的地基标准，并且只根据自己掌握的信息来开展医院建筑设计工作。这种不注重细节、敷衍了事的做法通常会给医院建筑的后续建设和使用埋下安全隐患。

其次，医院建筑结构设计通常会涉及耐力容许值的问题，部分设计人员没有经过专业的培训，以为耐力容许值越小，医院建筑的结构就会越稳定，因而他们往往会降低设计图纸上的耐力容许值。但实际上医院建筑结构的稳定性除了与耐力容许值有关以外，还与土质力学指标、地质结构的稳定性、地下水的物理和化学性质等有关。最后，少数地区的地质条件较差，在修建医院之前，施工单位一般会采用换土垫层法来加固地基。但在施工现场，由于缺乏科学合理的设计方案，部分施工单位只能凭借以往的经验进行施工。如此一来，虽然地基的稳固性有所提高，但是其承载力却十分有限。在这种情况下，后续施工过程很有可能出现歪楼、地基下沉等现象，对施工人员的安全造成威胁。

1.2 楼板问题

楼板是医院建筑结构的重要结构，楼板的受力情况不仅和其上方承载物的重量有关，还会受到周围墙面、医院大梁、医院柱子的影响。在医院建筑结构设计过程中，楼板问题主要体现在以下几个方面。首先，部分设计人员容易忽视楼板的整体承载力，进而导致楼板难以满足建筑结构的承重要求而出现断裂，给整个建筑的安全造成严重的威胁。其次，楼板变形是医院建筑的常见问题。楼板变形的原因是多方面的，但是部分设计人员在处理楼板变形问题时，往往只考虑楼板的受力大小，而忽视了其他外在影响因素，甚至还可能因此而采取了错误的计算方法。最后，由于部分设计人员错误地将双向板当作单向板来进行计算，进而导致计算结果出现偏差，例如某个方向的配筋偏大等，这些问题都会导致设计方案出现问题。

1.3 结构梁设计问题

在医院建筑中，梁起着承重的作用，是建筑安全的重要保障。结构梁的设计问题主要体现在梁高和连续梁的设计等环节。首先，在对医院建筑中的梁进行设计时，设计人员往往注重梁的强度和刚度，而忽视了梁高和挠度。随着时间的推移，这类医院建筑中梁的稳定性将越来越差，梁的挠度也将持续增大，甚至梁还有可能在建筑结构的挤压作用下出现变形、开裂等问题。而一旦产生裂纹，即使是细微震动，也有可能造成梁的裂纹迅速扩大，进而导致医院建筑成为危房，甚至失去居住功能。其次，连续梁变形、开裂也是医院建筑结构设计中值得关注的问题。医院承重力计算的过程比较复杂，并且需要考虑各方面的影响因素，因此，个别设计人员为了减少工作量，甚至会将连续梁当作边梁来进行承重能力计算。此举将导致连续梁受到温度变化的影响而在短时间内发生剧烈变化，如发生明显的收缩或者拉伸等情况，进而导致结构裂痕进一步扩大、加深。

1.4 框架设计问题

在医院建筑结构设计过程中，框架设计也是设计人员经常忽视的内容。很多设计人员在进行框架设计时，往往只重视横向框架的设计，却忽视纵向框架的设计。这种设计方式存在一个致命的缺陷，即发生地震时，医院建筑中的各个部件必须紧密配合方能减轻地震的危害，但纵向框架设计不科学，导致医院建筑配件间的受力不均衡。在这种情况下，医院建筑的稳定性会大大降低，甚至失去抗震性能。

1.5 构造柱与承受柱设计问题

构造柱和承受柱是保障医院建筑结构稳定性的关键，但个别设计人员的专业水平不足，无法准确区分承受柱和构造柱的区别，因而有时会出现构造柱充当承受柱的情况，这显然不符合医院建筑结构施工要求。首先，构造柱的主要功能是稳定医院结构。虽然构造柱同承重柱一样，需要承担医院荷载，但若将构造柱当作承受柱使用，则会在一定程度上降低构造柱的约束能力和拉结能力。一旦发生地震等突发情况，就很容易产生集中效应，导致医院建筑的整体结构变得更加脆弱。其次，部分设计人员在设计构造柱时，并未对构造柱的辅助结构进行深化设计，从而导致构造柱的底部不能发挥抗剪切、抗弯等作用，这会造成构造柱的坚固性降低，一旦遇到剧烈震动，就很容易引发墙体破裂、裂纹扩展等问题。最后，承重柱有效高度不足是医院建筑结构设计中的常见问题。一些设计人员为了简化程序、减少计算量，人为降低了承重柱的有效高度，从而导致承重柱的稳定性明显降低，而一旦遭遇强有力的冲击，其势必会出现裂缝。

2 医院建筑结构设计中优化技术的应用

2.1功能性优化

在建筑方案设计阶段，结构设计师应该参与使用功能的形成过程，将结构概念设计融入其中，这样才能更好地评价方案的可行性，避免后期设计的调整。方案设计涉及各个专业的协调统一。结构设计人员应具备协调结构专业及其他专业的能力和素质，抓住主要矛盾和关键因素，在保证方案可行性的前提下，尽可能促进功能性与经济性的平衡。

2.2结构形式优化

结构形式优化是在保证安全性的情况下，选择更有利于控制造价的结构形式，明确容易造成结构破坏的主要因素。对于高度和两方向长度比例较小的建筑，结构自重是主要控制因素；投影面积过大的建筑，沉降问题则是主要控制因素。同时，使用功能也是影响结构形式选择的重要条件。框架结构更适用于多层办公楼，可以灵活布置空间，但剪力墙结构更多用在住宅上。建筑高度同样需要着重关注，高度越高重心越高，地震作用力的影响越大。剪力墙结构的抗震性能优于框架结构，能够有效增强总体抗侧刚度。除保证一定刚度外，为提高抗震性能，还应该保证结构延性，可设置多道防线。这些问题可能同时存在，因此需要找到解决问题的平衡点，选择最合适的结构形式。

2.3总体布置优化

需要提高结构构成的合理性，包括均匀对称、荷载传递、刚度合理、空间利用等方面。其中，结构的均匀对称有利于提高建筑抗震效果和抗侧移能力，是衡量建筑结构设计质量的重要标准。均匀对称布置：结构的对称性主要指结构主体抗侧力构件的对称，如框架结构中框架是否对称，框剪结构中剪力墙是否均匀对称，框架- 核心筒结构是否中心对称等。通常情况下，常规外形建筑实现结构对称较容易，但对于一些不规则外形建筑，如T 型、 L 型等，需要一定的经验和技巧去实现结构的内部对称，可通过几个中心的重合进行处理。如果结构不对称容易出现扭转效应，这会极大影响结构的抗震性能，对外围构件、填充墙等部位的正常工作造成负面作用。结构的均匀性主要体现在几个方面：1）主体结构抗侧力构件在两个方向上的刚度和变形特性宜接近。这样能够有效减小结构扭转效应，对抵抗地震作用和风荷载非常有利。2）结构主体抗侧力构件在垂直方向上的构成和截面要均匀变化，不宜出现突变。主要指层间侧向刚度和抗剪承载力不宜突变，有效防止因局部破坏导致整体承载力急剧降低。3）同一方向上的各片抗侧力构件刚度应均匀，不能在某个部位出现刚度集中的问题。这样会提升整体受力的协调性，更好地实现结构延性设计。

荷载传递直接：在建筑结构设计中，荷载传力直接且路径清晰是重要的标准，有利于节省建筑材料、保证结构的安全性，可以从垂直方向和水平方向上进行优化设计。垂直方向上最基本的荷载主要包括活荷载、恒荷载、积灰荷载、雪荷载等，传递路线为楼板、梁、柱或承重墙等基础。在设计楼盖体系时，应注意让结构竖向荷载传递到柱或墙的路径最短。荷载的传递应根据实际刚度进行分配，刚度小的区域承受荷载少，刚度大的区域承受荷载多，尽可能使所有竖向构件保持相近的轴压比，防止出现竖向压力二次转移的问题。如果相差较大，不但会增加材料消耗，而且会形成安全隐患。在垂直荷载作用下，结构构件垂直压应力水平分布较为复杂。受多种因素的影响，不能简单通过结构设计进行控制，因此要提前防止结构附加二次应力，尽可能少量设置转换层，最多经过两次转换就应该把力转移到最下部构件，使竖向构件能够实现全楼贯通。如果过多依靠转换层，同样会造成材料浪费和安全隐患。风荷载和地震作用是最重要的水平方向荷载。在进行结构优化设计时，需要确保结构在风荷载作用下不会出现过大层间水平位移、结构顶点位移及侧向变形，避免产生过大的二阶重力效应。同时，也要兼顾水平位移、舒适度的需求，防止影响建筑的正常运行和使用。地震作用与风荷载产生的效应是不同的，主要以能量消耗的形式存在。为了使水平方向荷载传力直接，竖向构件应该贯通连续，截面构成、变化要均匀，抗侧力构件传力体系也要直接且明确。水平作用力的传递层次为外围构件、楼板、柱子或剪力墙，其中楼板的作用最为关键，因此要充分保证楼板的刚度，在传递水平力的同时能够有效协调各构件参与抗侧力。尽可能选择轻质材料填充墙，并且采用柔性连接的方式，因为非轻质材料会增加结构重量。由于刚度增加会吸收更多的地震作用力，如果再采用刚性连接，会使整个结构水平作用力传递不直接、不明确，从而形成不利影响。

结构合理刚度：结构的合理刚度主要指的是楼盖结构及主体抗侧力构件的合理刚度。如何保证楼盖结构刚度的合理性，通常采取楼板在竖向构件间长宽比控制、楼板厚度控制及梁截面大小控制、跨度控制、科学布置等方式，尽可能满足对称原则。如果楼盖刚度太小，那么产生的变形会太大，容易出现地面装饰隆起、开裂的问题，在设备运行过程中，可能会出现楼面震动严重的情况，难以发挥建筑的正常使用功能。如果楼盖刚度太大，梁板截面较大，必然会增加结构重量，容易造成资源浪费，影响空间利用。同样，主体抗侧力构件的刚度也要合理，必须满足整体稳定、水平位移、结构延性等方面的要求，但也要避免刚度过大导致的结构周期变短。如果发生地震灾害，会加大地震效应，也存在着影响空间利用率的问题，保证取值的合理性，不能超过规范限值太多，否则会出现适得其反的不良后果。

2.4构件尺寸优化

构件截面尺寸的初始估算太精确，需要通过一定量的手算。在这个过程中，能够更清楚构件之间力的传递，节约模型调整所耗费的时间，并为电算结果的分析判断奠定基础。构件尺寸估算主要根据稳定条件和变形条件，通过经验公式进行计算。如果截面尺寸不能满足相关要求，需要及时调整后再次估算，水平构件截面尺寸需要根据构件稳定、挠度限值、跨度等因素进行估算，竖向构件截面尺寸需要根据轴压比、水平位移限值等因素进行估算。板的初步计算包括内力估算、配筋验算、裂缝验算、挠度计算，梁的初步计算与板基本相同，同样包括上述四项内容。在梁板计算的基础上，将计算得到的荷载传递到柱上，并通过轴压比估算柱子的截面积，得到墙的初步计算与柱子相同，但是轴压比不宜超过0.6。

结语

综上所述，医院建筑结构设计普遍存在一些问题，这些问题不仅威胁着医院建筑结构的整体安全，还使设计人员面临严峻的考验。医院建筑结构设计是一个综合性较强的工作，涉及工学、美学、力学等多个专业。本文通过对医院建筑结构设计存在的问题进行总结，并针对性提出地基、楼板、结构梁、框架、承重柱等结构的设计优化措施以及提高设计人员专业素质的有效途径，旨在进一步提高医院建筑的安全性和稳定性。

参考文献

[1]方志成.现代医院建筑的结构设计[J].陶瓷，2020（11）：105-106.

[2]邓晓春.浅析医院建筑的结构设计[J].中外建筑，2020（07）：165-167.

[3]伍钟诗. 某医院建筑减隔震加层改造关键技术研究[D].广州大学，2020.

[4]李宁.医院建筑结构设计要点及探讨[J].低碳世界，2019，9（08）：187-188.

[5]葛兴云，郑林进，李鹤.超长医用建筑的结构设计——以泰安市中心医院新建院区为例[J].山东建筑大学学报，2018，33（05）：84-89.

[6]鞠学廷，曹玉凯，孙晓云，李涛.浅谈医院门诊楼的土建结构设计[J].低温建筑技术，2018，40（06）：76-78.