結(jié)構(gòu)所-苗愛永  著

目前“新型冠狀病毒”仍在世界各地?cái)U(kuò)散蔓延，嚴(yán)重危害著全世界人民群眾生命安全和身體健康，并影響了人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)工作及大中小學(xué)生的正常學(xué)習(xí)。我院作為全國醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的排頭兵，立足上海、服務(wù)全國，發(fā)揮所長，為各地應(yīng)急醫(yī)療臨時(shí)新建、改造、改擴(kuò)建等與疫情相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供專業(yè)技術(shù)服務(wù)，為打贏國內(nèi)疫情防控貢獻(xiàn)了重要力量。本文以上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院發(fā)熱門診改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)為例，總結(jié)了一些對(duì)此類改擴(kuò)建項(xiàng)目采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)心得體會(huì)。

一、 工程概況

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院發(fā)熱門診改擴(kuò)建工程項(xiàng)目坐落于上海市楊浦區(qū)江浦路新華醫(yī)院院內(nèi)，控江路南側(cè)，東臨江浦路，周邊人口眾多，基地周邊有地鐵8號(hào)線和正在施工的18號(hào)線，交通便利。原感染科發(fā)熱門診緊鄰江浦路，原有建筑面積約為460平方米，地上兩層，現(xiàn)改擴(kuò)建部分新加面積約700平方米，總建筑面積為1164.33平方米。結(jié)構(gòu)類型與原來相同，均為鋼框架結(jié)構(gòu)。建筑高度為9米，一層層高4.8米，二層層高4.2米。

外立面實(shí)景圖

二、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，本場(chǎng)地屬穩(wěn)定場(chǎng)地，適宜本工程建造;第①層雜填土，土質(zhì)差，施工時(shí)應(yīng)予挖除; 第②層為粉質(zhì)粘土層，地基承載力特征值為80kPa,可做本項(xiàng)目持力層。本場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，所屬的設(shè)計(jì)地震分組為第一組，地基土屬軟弱土，場(chǎng)地類別為Ⅳ類；本場(chǎng)地屬抗震不利地段。場(chǎng)地淺層20m范圍內(nèi)無飽和砂質(zhì)粉土或砂土，可不考慮地基土液化問題。本場(chǎng)地地下水位較高，地基土在地下水之下基本呈飽和狀態(tài)，場(chǎng)地及周圍無地下水污染源，根據(jù)上海市類似工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)?shù)叵滤畬?duì)混凝土有微腐蝕性時(shí)，地基土對(duì)混凝土也有微腐蝕性。設(shè)計(jì)時(shí)，淺層孔隙潛水地下水位埋深建議按不利因素考慮，高水位取0.5m，低水位可取1.5m。

本工程±0.000相當(dāng)于吳淞高程系3.700m，基底相對(duì)標(biāo)高-2.500m；工程考慮經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，經(jīng)過計(jì)算分析比較，若采用獨(dú)立基礎(chǔ)，覆土較厚，基礎(chǔ)截面較大，同時(shí)沉降也比較大，因此采用了帶空腔的筏型基礎(chǔ)，局部采用條基或獨(dú)基。由于原建筑物周邊存在多處設(shè)備管線及障礙物，且建筑右側(cè)僅靠人行橫道，這些都給基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶來了很大的難度。為了避開管線及障礙物，結(jié)構(gòu)采取了多種計(jì)算及構(gòu)造上的處理措施，保證了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全的同時(shí)，又不影響現(xiàn)有管線的正常使用?；A(chǔ)計(jì)算時(shí)，嚴(yán)格控制基礎(chǔ)沉降及沉降差，本基礎(chǔ)最大沉降量約100mm?；A(chǔ)平面布置圖如下圖所示：

新建部分基礎(chǔ)平面圖

三、 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于鋼框架結(jié)構(gòu)，除承受的豎向荷載外，抗側(cè)力（風(fēng)荷載、地震作用等）要求也成為框架的主要承載特點(diǎn)。 鋼結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征、荷載分布情況及建筑性質(zhì)等綜合考慮。一般要保證剛度均勻，力學(xué)模型清晰。盡可能限制大荷載或者移動(dòng)荷載的影響范圍，使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ)。 框架結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置，有時(shí)可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會(huì)使主梁截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時(shí)會(huì)吃不消，此時(shí)把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。 構(gòu)件的設(shè)計(jì)首先是材料的選擇。鋼框架設(shè)計(jì)比較常用的鋼材是Q235和Q345。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。出于經(jīng)濟(jì)的考慮，也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí)，可選擇Q345；而穩(wěn)定起控制作用時(shí)，宜使用Q235。

連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與構(gòu)造是保證鋼結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)，對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能有著極其重要的影響。各種鋼結(jié)構(gòu)災(zāi)害事故分析表明，許多鋼結(jié)構(gòu)是由于節(jié)點(diǎn)區(qū)首先破壞而導(dǎo)致建筑物的整體破壞。鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)區(qū)的受力狀況比較復(fù)雜，構(gòu)造要求相當(dāng)嚴(yán)格，應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一般應(yīng)遵循的原則（1）節(jié)點(diǎn)受力、應(yīng)力應(yīng)滿足傳力簡(jiǎn)潔、明確的原則，盡量使計(jì)算分析與節(jié)點(diǎn)的實(shí)際受力情況一致；（2）保證節(jié)點(diǎn)連接點(diǎn)的連接有足夠的強(qiáng)度，使結(jié)構(gòu)不致因連接較弱而引起破壞；（3）節(jié)點(diǎn)連接應(yīng)具有良好的延性，避免節(jié)點(diǎn)的局部壓屈或脆性破壞，應(yīng)采用合理的細(xì)部構(gòu)造；（4）構(gòu)件的拼接一般應(yīng)按等強(qiáng)度原則設(shè)計(jì)；（5）盡量簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，以便于加工與現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)整。

目前多高層鋼結(jié)構(gòu)中的樓板，多采用壓型鋼板組合樓板，組合樓板施工速度快，不再采用支模施工，常不再支設(shè)臨時(shí)豎向支柱，而由壓型鋼板承擔(dān)施工荷載；便于鋪設(shè)板內(nèi)管線，并可在壓型鋼板凹槽內(nèi)埋置顛簸裝修用的吊頂掛鉤。用圓柱頭焊釘穿透壓型鋼板焊接在鋼梁上翼緣后，使施工時(shí)對(duì)鋼梁起側(cè)向支承作用。在使用階段壓型鋼板可作為混凝土樓板的受拉鋼筋，也提高了樓板的剛度。采用圓形焊釘，傳遞壓型鋼板與混凝土疊合面之間的剪力。

四、結(jié)語

本文以新華醫(yī)院發(fā)熱門診改擴(kuò)建工程為例，介紹了鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求及相關(guān)設(shè)計(jì)原則。通過對(duì)實(shí)際項(xiàng)目的操作，總結(jié)出鋼框架結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：抗震性能好，由于鋼材延性好，既能削弱地震反應(yīng)，又使得鋼結(jié)構(gòu)具有抵抗強(qiáng)烈地震的變形能力；自重輕，可以顯著減輕結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)的豎向荷載和地震作用；充分利用了建筑空間，由于梁柱截面較小，一定程度增加了建筑有效使用面積；施工周期短，建造速度快。本項(xiàng)目從設(shè)計(jì)至交付使用僅用了約2個(gè)月的時(shí)間，為上海的防疫工作添磚加瓦，受到醫(yī)院方一致好評(píng)。