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来源：同济设计四院
建筑系统当中，能比作脊梁的“逆行者”便是默默无闻、兢兢业业的结构了。究其本质，结构设计是以适当的材料和组合方式，来对抗地球引力和自然环境作用（风、雪、地震等），提供安全稳固的使用空间。没有结构的负重逆行，便无法成就建筑的完美空间和必要功能。
今天，我们带大家简单了解一下，结构“脊梁”如何造就了现代化医院建筑的挺立身姿。
严格来说，就专业特征而言，有“医院建筑”而无“医院结构”。所谓医院结构，乃是根据医院建筑空间和功能的特点，使用不同的结构体系与构件形式，而非存在专属于医院的某种结构体系或构件形式。
典型的现代化综合医院建筑，通常包含平面尺寸较大、高宽比较小的多层门急诊医技楼、体量相对较小的多层感染楼、多层或高层的专科大楼、高层的住院楼、教学科研楼、单层或多层的辅助用房、以及整体式的一层或多层地库等。
多层医院建筑的主体结构体系一般采用钢筋混凝土框架结构，入口中庭等部位通常跨度较大、设置钢结构采光顶棚及大面积玻璃窗（幕墙）。高层医院建筑（如住院楼）平面长宽比一般较大，开间规则、均匀，结构体系一般采用框架-剪力墙结构或框架-支撑结构，剪力墙（或支撑）一般利用楼电梯间布置。另外根据各地建筑工业化及绿色建筑等政策的不同要求，部分医院建筑尚需采用装配式技术（装配式混凝土结构或钢结构）。
根据医疗建筑空间布局特点，在局部结构体系和结构构件层面，较为突出的特色是大跨、大悬挑、连接体（连廊或连桥）等结构特征类型的灵活组合和运用。
医院建筑为营造良好的就医环境，在门厅及医疗街等处通常采用大开间（大空间），以获得开敞、通畅的空间效果。结构设计一般通过钢结构实现轻盈的建筑效果。
某医院门诊大厅为通高大开间，在大厅外立面设通高幕墙，在屋顶处幕墙向内侧水平延伸成采光顶，整体形成L型采光立面。立面幕墙高度约20米，采光顶的跨度约为32米。立面幕墙结构采用竖向鱼腹式桁架，吊挂于屋面采光顶（桁架）下面。
L型采光立面（采光顶及幕墙）与主体结构的连接采用弱连接（不传递两侧结构单体的地震力）以减小结构截面，从而获得通透的建筑效果。
采光顶在最外侧采用（四管）钢桁架抵抗幕墙传递的竖向荷载（恒+活+雪等）及水平荷载（地震+风）。桁架两端共计4个支点连接于两侧单体，其中一侧一个支点设双向滑动支座、另一个支点设固定铰支座，另一侧的两个支点则设置沿跨度方向的单向滑动支座，既保证了幕墙荷载的可靠传递，又实现地震作用下两侧单体错位移动时的位移释放。从第二跨开始采用张弦梁结构，一端采用双向滑动支座，一端采用固定铰支座。
由于功能需要，医院建筑通常在门急诊医技楼的医疗街或门急诊医技楼与病房楼、专科楼之间设置连廊。结合具体项目，列举几种连廊结构实现方法。
连接长度较大且下部跨度空间要求不高的连廊（通常为连接两个建筑单体的多层连廊或走道），一般为横向单跨或者大部分单跨的单层或多层框架结构，根据实际情况，可采取提高抗震措施等级（如抗震等级等）、增加斜撑等措施。
【典型案例】
某医院新建连廊，用于连接新建住院楼和原有建筑，采用钢框架结构，宽度（横向跨度）约3.2m，纵向最大柱跨13.2m，一、二层层高分别约为5.4m和4.5m。钢柱截面尺寸400×400×14×14，最大钢梁截面尺寸500×250×14×14，楼板采用140厚开口型压型钢板混凝土组合楼面。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），重点设防类的建筑不应采用单跨框架。在不影响建筑效果前提下，楼梯间及端部柱间设竖向交叉支撑。交叉支撑均采用直径25张紧圆钢。新建钢连廊与原有建筑脱开，与新建住院楼通过成品支座（滑动铰支座）连接。
跨度不大时，对于弱连接连廊，可直接采用“钢梁+压型钢板组合楼面”形式。钢梁一端与主体结构铰接连接，另一端设置滑动支座，释放水平位移约束。对于强连接连廊，可采用钢骨混凝土梁连接两侧结构单体，且连廊范围及两端连接区域的楼板应适当加强，保证水平地震力的可靠传递。
跨度较大时，可采用张弦梁。或在梁中部设置若干吊点，通过拉杆（索）吊挂至屋面桁架或大梁上。
【典型案例】
某新建医院门急诊楼内部连廊跨度25.2m，采用钢（骨）结构与南北两边框架刚性连接，为了减小大跨梁高，增加走廊净高，2~4层连廊采用截面较小钢骨梁吊挂在屋顶大跨钢骨梁下，中间层钢骨梁截面600×800（钢骨H500x300x20x30），顶层钢骨梁截面600×1300（钢骨H900x300x20x30），吊杆采用Q550级别φ60等强合金钢拉杆。
跨度较大的连廊，采用钢桁架形式也较为常见。但由于桁架杆件布局的特性，对于桁架方案对建筑效果的影响，需与建筑师密切配合和斟酌（如桁架立面构型可选择交叉斜腹杆、单向斜腹杆（对称）、无斜腹杆（空腹桁架）、无竖腹杆等；按杆件截面类型也有H型、矩形管、圆管等不同选择）。
【典型案例】
某医院门诊医技楼与病房楼之间设置连廊，连廊地上4层，长度最大达到50m，宽度4.7m左右。结构采用F2层~F3层、F4层~屋顶形成两个整层4.8m高的钢结构桁架，上下弦构件截面为箱型600x300x25x25，斜腹杆截面为箱型300x300x20x20。连廊的楼面体系采用在两榀立面桁架间设置次梁+压型钢板组合楼面形式，组合楼板总厚度130mm，次梁主要截面为箱型200x200x12x12。钢桁架端部设置支座，一端为铰接连接，另一端为滑动连接。连廊中部预留TMD阻尼器安装位置，施工完成后根据实测加速度响应确定是否需安装TMD阻尼器，以满足正常使用时的竖向振动舒适度要求。
部分单跨连廊平面呈L形或Z形等形状，可以结合转角、门洞等位置适当布置剪力墙，一方面便于控制结构在水平地震力作用下的扭转效应，另一方面也作为抗震加强措施增加剪力墙作为第一道防线。
框架柱+剪力墙连廊结构模型图
医疗街等部位的中庭（上空）周边，出于空间通透考虑，一般不设框架柱或仅少量设柱，因此常出现悬挑长度超过4米的较大悬挑。一般挑出长度约4~6米，可采用常规钢筋混凝土挑梁，考虑设备管线布置及建筑净高控制，可采用变高度截面。挑出长度约6~8米，可施加预应力或加设钢骨。大于8米的悬挑，建议采用悬挑桁架或吊杆（或斜拉杆）等方式处理。
某新建医院中庭采光顶采用三角形网格钢网壳结构，采光顶呈椭圆形，平面尺寸20mx15m，支承在南北两端悬挑长度4.5m~5.5m的悬挑梁上，悬挑主梁采用600×900混凝土梁。中庭两侧各层廊道亦为4~6m悬挑结构（砼梁），其中入口北侧二三层自动扶梯平台处最大悬挑达8m，采用钢骨混凝土梁，梁截面尺寸600×1100，钢骨H700x300x20x20。
相对于住宅、办公等类型的建筑，医院建筑功能复杂、楼板降板多、标准层少，因此装配式钢筋混凝土技术应用相对困难较大。但通过调整优化结构布置并与各专业密切配合，可以最大化实现结构预制构件的标准化、模块化，完成“不可能完成的任务”。如我院已设计完成的多栋高预制率钢筋混凝土装配式医院建筑：
某医院新建住院楼位于上海市金山区，地上19605平方米，地下12959平方米，建筑高度49.95米。根据上海市装配式政策和要求，采用装配整体式混凝土框架—现浇剪力墙结构，通过采用预制叠合板、预制楼梯、预制叠合梁、预制柱、预制外挂墙板等预制构件和部品，单体预制率达到40%以上。
直线加速器及伽马刀机房等辐射量大的核医学设备机房，四周考虑造价原因一般需要设置混凝土墙进行防护，墙体及顶底板厚度最大可达3m以上，属于大体积混凝土结构。设计、施工需采取必要措施，保证屏蔽防护满足要求。根据具体工艺标准，可采用普通混凝土或重晶石混凝土。
某大学附属妇产科医院地下一层设置有直线加速度器室，建筑面积290m2，建筑净高3.8m，为了满足防辐射要求，楼板厚度1.6m，局部达到3.2m，四周混凝土墙体厚度1.7m，局部厚度达到3.2m，采用普通混凝土进行浇筑，混凝土强度等级为C35。考虑墙体和楼板的厚度大，在楼板的结构设计过程中，综合考虑板的弯曲变形，剪切变形效应和大体积混凝土的温度效应，板外侧设置受力钢筋，板中均布多层钢筋网片。在墙体的设计过程中，墙体的转角和端部，设置约束边缘构件，墙体中部均布多层钢筋网片。在施工过程中考虑到防辐射要求，混凝土必须连续浇筑。墙，板厚度巨大，属于大体积混凝土，在具体的施工过程中针对混凝土的配合比，模板支撑体系，浇筑及养护和防裂缝措施等需要特别注意。
结语
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