3.2.3.1 一般要求

应急医疗设施的上部结构宜采用装配式钢结构，如轻型箱式模块化钢结构、钢框架和夹心彩钢板组合钢结构。

采用箱式模块化钢结构时，叠箱层数不宜超过2层，不应超过3层。不同箱体竖向、水平向之间的连接应简捷可靠，确保整体受力性能及抗震抗风安全。采用箱式模块化钢结构时，应对上部结构供货产品提出要求，供货商应保证产品符合国家现行标准的规定，满足结构的防渗、防漏、密闭及卫生安全要求，高风压地区应确保抗风安全。

部分采用钢框架结构时，现场拼接方式宜为栓接，与基础连接的钢柱脚宜采用外露式。

结构布置应结合建筑平面功能进行，尽可能采用模数化、标准化、模块化结构；结构缝的设置应结合建筑功能平面布置进行，不应穿越重要的功能性房间。

宜采取有效措施减少温度作用及地质条件不均匀等对结构的不利影响。

3.2.3.2 结构整体分析方法

轻型箱式模块化结构，箱体竖向荷载由框架承担，水平荷载由结构抗侧力体系（框架和四面金属墙板）承担，其抗侧可根据实际构造考虑是否计入蒙皮效应。已经实施的相关标准《集装箱式房屋技术规程》DBJT 15-112-2016、《临时性建（构）筑物应用技术规程》DGJ 08-114-2016给出不同的倾向性规定，《集成打包箱式房屋》T/CCMSA-20108-2019未给出计算方法的具体规定。本书建议，进行应急箱式医疗建筑结构计算分析时，除地震作用外，均可不考虑金属墙板的蒙皮效应，这对于箱体框架是偏于安全的。

轻型箱式模块化结构典型排布为“鱼骨式”，各个病房分区的常见形式为五跨“走廊-病房”交替布置。在对箱式模块化结构进行建模分析时，需要注意的是不同箱体的立柱之间，仅在端点处用连接件连接，如图3-2-2所示。因此不同箱体的立柱之间沿纵向可发生相对滑移，立柱组合截面的截面属性数值近似于各独立柱截面属性数值的“线性叠加”。为了使建模计算结果更加精确可信，计算模型将分别采用两种建模方式：一种是“组合式”建模，即将各个位置的立柱组合截面按照“线性叠加”的方式对其进行属性修正，如图3-2-3所示；另一种建模方式为“分离式”建模，即在模型中将各个箱体之间按照实际缝隙大小建模，再用两端铰接的链杆连接各个立柱端点，如图3-2-4所示。考虑到实际箱式结构柱脚连接不满足刚性柱脚要求，两种模型均采用柱底铰接建模。

图3-2-2　箱体立柱间的连接

图3-2-3　“组合式”模型

图3-2-4　“分离式”模型

箱式结构典型受力构件截面详见图3-2-5，对于组合箱体，可能出现的竖向构件组合截面列入表3-2-1，“组合式”模型中梁为两根横梁并排放置，故中梁直接放大刚度即可。根据设计实例验证，两种建模方法的动力特性分析结果相差不超过6%（表3-2-2、表3-2-3），角柱及边柱构件内力差异相对较大，“组合式”模型的柱脚拉力计算值偏大。

图3-2-5　典型箱式结构受力构件截面

表3-2-1　箱式建筑结构柱组合截面

续表3-2-1

表3-2-2　“组合式”与“分离式”模型周期对比（单层）

表3-2-3　“组合式”与“分离式”模型周期对比（双层）

3.2.3.3 特殊验算要求

（1）整体抗风设计。轻型结构应特别注意要进行抗风验算，应具有完善的节点连接构造和连接方式，以满足结构整体受力和变形。对于箱式结构，不同箱体竖向、水平向之间的连接应简洁可靠，确保整体受力性能及抗风抗震安全。

（2）局部抗风设计。局部抗风设计主要包括屋面抗风，边角部特殊区域抗风，外露设施、管道及连接构件的抗风，均应予以关注。要特别强调的是架空区域底板的抗风验算，容易被设计人员忽略。当采用架空设计时，架空区域周边有的封闭有的开敞。对于开敞的架空区，风荷载对箱体底板会产生向上的压力或向下的吸力，进行底板承载力验算时必须考虑风荷载的不利组合，必要时应进行数值风洞分析以确定风荷载（见附录图1），根据数值分析结果，建筑底面平均风荷载体形系数约为-0.4，建筑角部负压最大，体形系数达到-1.8。如果条件许可，建议封闭架空区外围，以减小风荷载的不利影响。当外墙开有较大的门、窗时，洞边应采取增加龙骨等补强措施。

（3）噪声、舒适度及动力设备振动控制。为医患人员创造良好的环境，保证设施的舒适度，有利于病患的治疗和康复。减小动力设备对应急设施产生的振动和室内噪声影响，是结构设计需要注意的重要内容。由于轻质房屋质量较小，如送风机、排风机等设备设在屋面时，处理不当则容易在运行时导致振动及噪声超标。所以振动较大的风机宜设在地面，建议独立设置设备支架和基础，并将支架、基础与主体结构脱开，避免噪声和振动对医疗监护及患者就医产生影响。实际工程中联合支架布置如图3-2-6所示，多台风机工作时联合支架振动分析结果如图3-2-7所示。为此，对于上屋面的小型设备，建议将箱体房立柱作为振动设备的支撑并采取减振措施。(www.daowen.com)

图3-2-6　多台风机联合支架布置

图3-2-7　多台风机工作时联合支架振动分析结果

另外，应急医疗设施箱体结构竖向和水平拼接缝的处理，都是保证舒适度的重要条件，比如箱体如果采用自排水，可能产生的噪声问题，均需要关注并处理。

（4）架空地板验算。采用箱体房架空时，底层房屋的地坪也相当于楼面，要对箱式房屋底板、底梁承载力进行验算。箱式房屋的底板承载力有限，一般允许活荷载为2kN/m2，能满足一般病房、办公用房的要求，有超载情况时，要验算底板及底梁的承载力，不足时应采取加强措施。

对于一些有较大荷载的用房，如CT室、DR室、手术室、中心供应室、库房、信息机房等，很难通过加固箱体底板结构本体来满足承载力要求，可以利用基础底板直接支承的方式，使荷载直接作用于基础底板，满足这些用房较大荷载的需求。如采取底板下砌筑地垄墙现浇楼板、底梁跨中增加支座等措施；承载面积不大时，亦可自基础底板上现浇混凝土填实，并注意预留、预埋好管线，同时注意运输设备的通道也应采取相应措施。

因此，当应急医疗设施采用多层箱体叠放时，有较大荷载的用房应布置在底层。

对某应急医疗设施箱式房屋底板变形进行验算，计算结果如附录图2所示。

3.2.3.4 结构连接构造要求

上部结构应有完善的构件节点连接构造和连接方式，节点连接构造应满足结构受力和变形要求，节点连接方式应便于现场安装。

图3-2-8　箱式结构底部架空支墩典型布置示意图

3.2.3.5 上部结构与基础连接

上部结构应与基础可靠连接。当上部结构与基础通过支墩连接时，对于支墩的稳定验算、抗拉措施等，设计人员均应高度关注。

筏板基础与集装箱之间可采用架空连接的方式，架空层的高度根据具体项目确定，一般为500～600mm。架空做法一般为钢梁架空，也可采用预制混凝土块或砌体结构架空。

集装箱四角应布置支墩结构，集装箱长边中点位置可根据需求布置支墩结构，典型布置示意见图3-2-8。

筏板在支墩结构处凿毛，清理干净，刷水泥结合浆。支墩结构顶部与上部集装箱连接，外围支墩结构与底板应设拉结，拉结方式详见图3-2-9～图3-2-11，图中锚筋及锚栓直径仅为示意，应按计算确定，上部应与集装箱焊接连接。

3.2.3.6 密闭要求

应急医疗设施设有大量负压病房，负压病房对整个建筑包括结构的密闭性有特殊要求。因此，结构开洞、墙板连接、管线穿越、箱体拼接处等都应考虑密闭性；另外也应考虑材料的防渗性能。

图3-2-9　架空支墩与基础连接（一）

图3-2-10　架空支墩与基础连接（二）

图3-2-11　架空支墩与基础连接（三）

要求密封的房间，其结构构件、门窗、墙板、屋面设计应考虑室内与外部的压力差的影响。

3.2.3.7 屋面防水结构设计

在南方雨水较多的地区，如采用箱式结构，尤其是2层及以上箱式结构，应专门设计刚性或柔性屋面防水。采用附加刚性屋面防水时，当位于台风地区时，要进行附加刚性屋面防水结构的抗风验算。