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1、5 提高医院建筑抗震能力，减轻人员伤亡与经济损失 1 前言 程绍革尹保江白雪霜史铁花张立峰 中国建筑科学研究院工程抗震研究所，北京1 0 0 0 1 3 汶川地震是继唐山地震后发生在我国 的又做毁灭性大地震，造成了8 万多人 死亡，几十万人受伤，累计受灾人数达数 千万人，鳍济损失高达上千亿元举世震 撼! 在这次地震中中小学校、医院建筑 破坏严重，成为新闻媒体。1 公众关注的焦 点。医院存地震发，1 时扮演着双重角色， 一方面，它是灾难发生时救死扶伤、寅行 人道主义救援的关键场所，能起刨减少人 员伤产、稳定灾区民心的作用；另一方面， 医院也是弱势群体相对比较集中的地方， 灾难发生时大量的病人需要
2、得到及时的援 助与疏散。因此，提高医院建筑自身的抗 震安全性能对于减轻人员伤亡与经济损失 至关重要，必须引起足够的重视。 汶川地震中，许多医院建筑遭受了不 问程度的破坏，同在一个城市，相同的建 筑结构形式，其破坏程度也呈现明显的差 别。如都江堰市人民医院门诊楼( 幽i ) ， 3 4 层砖混结构，其中上部l 2 层是地 震前加建并进行r 抗震加同，总平面早 “T ”字形，地震中破坏轻微。而都江堰市 巾医院在地震中则破坏严重，其中门诊部 为框架结构破坏轻微，而住院部为I 。形不 规则结构，地震中部分结构倒塌( 图2 ) 。 吸取搜川地震的震害经验敦训，提高医院 建筑的抗震安全性能加强抗震设防管理
3、， 是一件极为重要的T 作。 a 圉I 破坏轻微的人民医院 凶 降l2 倒塌的中医院住院部 2 医院建筑的特点与震害特征 医院建筑是由各单体建筑组成的建筑 群，主要由门诊、 术、住院几个部分组 成，各部分既要有一定的联系，叉需要有 相对的独立性。因此上述各部分问由连廊 ( 或辅助办公_ 【 】房) 连成一个整体，建筑总 平面为“一”、“T ”、“r 、“山”字等多 种形式，各部分间设缝分开。从结构l 看， 医院建筑一般采片i 砌体或钢筋混凝土两种 t 盒项目：目家科技支撑“划资助( 浑艇# 号2 0 0 6 B M l 3 8 0 1 ) 。 作者简介：程绍革( 1 9 6 6 - - ) ，
4、月( 口族) 渐新昌人t 研究员中胃建筑科学研究皖副总I 程师1 日抗研究所剐所长， 一3 2 s 提高医院建筑抗震能力，减轻人员伤亡与经济损失 结构形式，并且具有层高大、局部需有大 开问的特点。医院建筑的震害特征与上述 特点密切相关，但仍具有与普通砌体结构 或钢筋混凝土结构的共性震害特征，这些 特征简述如下： 2 1 结构体系不合理引起的震害 乡镇一级的医院建筑多为单面外挑走廊 式的砌体结构，结构纵向仅有两道抗震墙， 结构冗余度不够。并且靠走廊一侧的纵墙开 有较多的门窗，致使墙体刚度及抗震能力降 低较多。地震中该纵墙首先破坏，并使整个 结构形成机构，严重者倒塌( 图3 ) 。 脚嗣 圈3 什
5、邡市前氏镇社保医院 2 2 相邻建筑间碰撞引起的震害 医院建筑是由各单体建筑组合而成， 各单体间设防震缝分开。由于防震缝宽度 不够，或是施T 中未清理防震缝中的建筑 垃圾，防震缝形同虚设，地震中相邻建筑 发生碰撞致使防震缝两侧的结构发生破坏 ( 罔4 ) 。 骈 + ，。蕊酽r 涮暖罐寻 囝4 相邻建筑间碰撞导致的破坏 2 3 不规则结构加剧震害 结构平面布置不对称地震作用下存 在扭转效应，端部建筑受损严重，都江堰 市中医院住院部( 图2 ) 就是一个典型例子。 不规划结构还表现在由于建筑平面的缩进， 造成局部结构承载力的削弱，这类震害在 汶川地震也不少( 圈5 ) 。此外，圆弧造型 结构在本
6、次地震中遭受破坏的情况也比较 严重( 图6 ) 。 图5 楼梯闯平面缩进造成破坏 圉6 什邡市红白镇卫生院 2 4 局部突出屋面结构的破坏 历次地震中，突出屋面的楼梯闯、屋 顶水箱问、女儿墙等，由于抗侧刚度沿竖 向分布发生突变，震害比较严重( 图7 ，图 8 ) 。此外，一些医院由于用房紧张在原结 构上加建简易轻钢结构，以作库房使用t 这类加层结构在地震中易遭受破坏。 2 5 多层砌体结构震害特征 采用多层砌体结构形式的医院建筑， 其主要震害还有： 图9 外纵墙x 形裂缝 图1 2 预制空心板问无拉结 ( 3 ) 结构局部构造不合理引起的破坏， 如开洞过多的山墙( 图】3 ) 、外墙转角部位
7、( 图1 4 ) 。 5 提高医院建筑抗震能力，减轻人员伤亡与经济损失 嘻霉 照7 溪 想姆F 面 目】4 外墙转舶局部破坏 26 钢筋混凝土框架结构震害特征 采用钢筋混凝土框架结构形式的医院 建筑，其主要震害还有： ( 1 ) 框架填充墙开裂或倒塌。填_ 觅墙 一般采用砌块嵌砌于框架之内，地震发生 时填充墙材料本身易开裂或与主框架脱开， 如果填充墙与框架拉结措施不当会闪落倒 塌( 图l5 、图1 6 ) 。 ( 2 ) 框架粱柱及节点破坏。表现为 轻微破坏时梁端部出现水平裂缝，柱端部 同1 5 框架填充墙J f 裂( 什邡人民睡院 e 图1 8 垃柱剪切破坏 3 提高医院建筑抗震能力的策略
8、汶川地震足对我困建筑抗震设计标准 规范及设计与施1 质量的又次检验。震 害调查表明：凡是按照国家r 程建设标准 设计、施丁_ 与维护使用的房屋在地震中经 受住了考验这些房屋多数破坏轻微，稍 加修复就能继续使用，即使在超过其设防 烈度的地震作用下，部分建筑也能做到 “裂而不倒”，从而有效地保护了人民生命 与财产安全。对于医院建筑，同样只要在 设计、施丁和维护使用几方面严格遵循国 家标准规范以及政府条令的要求，其抗震 能力就能得到保障。 3 1 适度提高医院建筑的抗震设防标准 汶川地震后，国家标准建筑工程抗 震设防分类标准G B5 0 2 2 3 及时进行了修 订，新标准中医院建筑的抗震设防水准有
9、 所提高，主要扩大了重点设防类( 乙类) 医 疗建筑的范围，明确规定“二、三级医院 的门诊、医技、住院用房”、“具有外科手 术室或急诊科的乡镇卫生院”为乙类建筑。 此次修订更加突出了医疗卫生系统的防灾 作用，逐步形成了覆盖城乡范围具有突发 地震等灾害时医疗卫生急救处理和防疫设 施的完整保障系统。 3 2 新建医院建筑的抗震设计应注意的几 个问题 ( 1 ) 合理的结构方案。一般来说，钢 筋混凝土结构的抗震性能要优于砌体结构， 因此医院建筑宜优先选用钢筋混凝土结构。 同时应保证结构有足够的抗震冗余度，避 免采用单跨钢筋混凝土框架或单边外挑走 廊式的砌体结构。 ( 2 ) 结构的规则性。结构的规则
10、性应 满足建筑抗震设计规范( G B5 0 0 1 l 一 2 0 0 1 ) 第3 4 节中的要求，对由于结构不规 则造成影响的部位应采取加强措施，对于 特别不规则的建筑方案应设缝分成若干规 则的区段，应注意保证防震缝的有效宽度。 在框架结构的规则性中，还要注意填充墙 对框架刚度的影响，填充墙的布置同样要 考虑水平与竖向分布的均匀对称，使用过 程中也不能因填充墙为非承重构件而随意 拆除或增砌，必须经结构r T 程师认可。 ( 3 ) 结构的整体性。砖混结构宜采用 现浇钢筋混凝土楼屋盖体系，构造柱应按 建筑抗震设计规范( G B5 0 0 11 2 0 0 1 ) 第 7 3 节、乙类建筑的要
11、求设置。钢筋混凝 土框架结构宜采用现浇或装配整体式楼屋 盖体系，当采用装配式楼屋盖体系时应从 构造上采取措施保证颓制板间的可靠连 接。建议将预制构楼屋盖的设计纳入施r 丁 图重点审查范围，其施工过程纳入隐蔽工 程验收和旁站监理项目，从而实现全过程 监控。 ( 4 ) 楼梯间设计。钢筋混凝土结构在 结构分析中应考虑楼梯间对结构整体抗侧 刚度及主体结构构件的影响，楼梯应参与 整体抗震计算分析或从构造措施上予以加 强，而不应仅仪考虑其静力作用。楼梯间 的非承重墙体与框架主体应有可靠的连接 与锚固。砌体结构的楼梯间墙体应在四角 及楼梯段上下端对应墙体位置设置构造柱， 休息平台或半层高处应设置钢筋混凝土
12、或 配筋砖带。 3 3 对现有医院建筑进行抗震鉴定与加固 汶川地震表明，现有建筑原设计中虽 未考虑抗震设防或未达到应有的设防要求， 但在震前进行过抗震鉴定与加固的建筑， 地震时未倒塌或轻微损坏，因此建议对现 有医院建筑进行一次系统的抗震鉴定与加 固工作。 ( 1 ) 确定需要进行抗震鉴定的房屋。 已按建筑抗震设计规范( G B J1l 一8 9 ) 、 ( G B5 0 0 1 1 2 0 0 1 ) 进行设计与施1 二的房屋， 或按建筑抗震鉴定标准( G B5 0 0 2 3 9 5 ) 进行鉴定并符合相关要求的房屋，经 历过相当于( 或超过) 其设防烈度地震考 验，且基本完好或轻微损坏的房
13、屋可不进 行鉴定，除此之外的房屋均需进行抗震 鉴定。 ( 2 ) 依据现行国家标准建筑抗震鉴 定标准( G B5 0 0 2 3 - - 9 5 ) 对房屋进行抗震 鉴定，对不满足抗震鉴定要求的房屋，提 一3 6 5 提高医院建筑抗震能力。减轻人员伤I l = 与经济损失 出抗震加固方案及相应的加固费用。抗震 加固依据建筑抗震加固技术规程( J G J 1 1 6 9 6 ) 进行，对于在地震中已受损的建 筑，目前正在编制震损建筑修复加固技 术标准。 3 4 鼓励在医院建筑中采用抗震新技术 目前基础隔震与消能减震技术已相当 成熟。而且也经受住了地震的考验。如美 国洛杉矶南加州大学医院采用了橡胶
14、支座 隔震技术，1 9 9 4 年北岭地震中，极震区的 8 所医院，除这栋隔震建筑外都受到不同 程度的破坏，只有这栋建筑完好无损，在 震后抗震救灾中发挥了重要作用。汶川地 震中，甘肃陇南市武都区北山邮电局的三 栋隔震住宅楼里的居民基本没有感到房屋 的摇晃，而在其周围的其他房屋都受到了 不同程度的破坏。 因此可以考虑对于高烈度设防区或在 特别重要的医院建筑、重要昂贵的医疗设 备可采用基础隔震技术，在现有钢筋混凝 土框架结构医院抗震加固中采用消能减震 加固技术。 参考文献 E 1 G B5 0 2 2 3 - - 2 0 0 8 建筑工程抗震设防分类标准 s 1 1 - 2 3G B5 0 0 1 1 2 0 0 1 ( 2 0 0 8 年版) 建筑抗震设计规 范 s 3 G B5 0 0 2 3 - - 9 5 建筑抗震鉴定标准 s E 4 J G J1 1 6 9 6 建筑抗震加固技术规程 S E 5 程绍革，史铁花，司玉海房屋抗震的薄弱 环节在哪里 J 中国地产，2 0 0 8 ，( 6 ) 6 程绍革，史铁花。司玉海戴国莹地震灾 区房屋建筑的抗震鉴定与加固 J 建筑技 术与设计，2 0 0 8 ，( 7 ) 一3 7
