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文/杨京华（中国中元国际工程有限公司医疗建筑设计研究二院 结构主任工程师）
     张   兴  （中国中元国际工程有限公司医疗建筑设计研究二院 副院长）

苏州科技城医院

提高抗震设防要求的意义
       医疗作为承担震灾医疗救护功能的建筑，关系到社会公共安全，因此，医院建设是生命线工程，也是抗震设防的重点。
       2008 年四川汶川大地震后，住房和城乡建设部颁布的《建筑工程抗震设防分类标准》（以下简称《标准》）提高了学校、医院等人员密集的公共服务场所的设防要求。
       这次修订，明确将二级、三级医院提高为重点设防类（即乙类），并且提出，对于二级医院的急救处理范围不能或难以覆盖的县和乡镇，需建立具有外科手术室和急诊科的医院或卫生院，提高其抗震设防等级。按照《标准》3.0.2 条的要求：“重点设防类（乙类），应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施……”
       因此，在医院设计建设中，我们应该重视抗震设防，加强抗震措施，用经济有效的方法，把财力、物力用在增加结构薄弱部位的抗震能力上。
震后建筑物底层框架柱端部水平位移

抗震政策和执行的现状
       需要指出的是，根据2009 年5 月1 日起施行的《中华人民共和国防震减灾法》第三十五条规定，“重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程，应当按照国务院有关规定进行地震安全性评价，并按照经审定的地震安全性评价报告所确定的抗震设防要求进行抗震设防”，同时“对学校、医院等人员密集场所的建设工程，应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计和施工，采取有效措施，增强抗震设防能力”。中国地震局在2009 年颁发了《关于学校、医院等人员密集场所建设工程抗震设防要求确定原则的通知》（简称为“49 号文”），同时国家住房和城乡建设部对《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）也予以改版。
       在上述国家法律、法规出台之后，很多地区也出台了地方性法规，加强防震减灾工作，但各地的实际要求与执行方式仍有所不同。
       例如，山东省2010 年9 月29 日修订后实施的《山东省防震减灾条例》第三十一条提出，“学校、幼儿园、医院等人员密集场所的建设工程，应当在地震小区划结果、国家颁布的地震动参数区划图或者地震安全性评价结果的基础上提高一档确定抗震设防要求”。以青岛地区的医院建筑为例，一般情况下，设计时考虑将地震作用由7度（0.10g）提高至7度（0.15g）。该提高的做法时至今日仍在山东省内广泛执行，而国内其他的若干省份，仅按照现行《建筑抗震设计规范》及《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）执行即可。
       目前，有些地区仍然执行“49号文”。例如，《河北省卫生健康委办公室关于开展建设工程地震安全监管检查工作的通知》，要求进一步加强建设工程抗震设防和事中事后监管，对2009年5月1日以来建成的医院建设工程，按照《中华人民共和国防震减灾法》第三十五条、《河北省防震减灾条例》第二十三条规定，提高抗震设防要求。对于医疗建筑，门诊、医技、住院等仍然考虑在现行《建筑抗震设计规范》基础上增强抗震设防能力。
隔震层（隔震装置）设置示意图

政策鼓励采用减、隔震技术
       近年来，随着研究的不断深入，减、隔震技术日渐成熟，已经成为减轻地震作用、提升房屋抗震能力的一种有效手段，部分实际应用工程经受了地震的考验，保障了人民生命财产安全，产生了良好的社会效益。
       为了进一步推进减、隔震技术的应用，住建部于2014 年颁布了《住房城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减、隔震技术的若干意见（暂行）》，该文件规定：“位于抗震设防烈度8度（含8度）以上地震高烈度区、地震重点监视防御区或地震灾后重建阶段的新建3层（含3层）以上学校、幼儿园、医院等人员密集公共建筑，应优先采用减隔震技术进行设计。”
       各地积极下发贯彻该文件的同时，又各自提出了不同的具体要求，充分体现了各级政府对于抗震工作的重视以及对减、隔震技术先进性的肯定。
       例如，甘肃省建设厅转发了《住房城乡建设部关于房屋建筑工程推广应用减、隔震技术的若干意见（暂行）》，要求进一步做好减震隔震技术推广应用工作，对省内位于抗震设防烈度8度及以上的地震高烈度地区及地震灾后重建的4至12层学校教学楼、学生宿舍、医院医疗用房、幼儿园等人员密集公共建筑必须采用基础隔震技术进行设计。
       云南省出台了《云南省隔震减震建筑工程促进规定》及《云南省住房和城乡建设厅关于明确隔震减震建筑工程有关问题的通知》，明确提出“抗震设防烈度7度以上区域内三层以上、且单体建筑面积1000平方米以上的学校、幼儿园校舍和医院医疗用房建筑工程应当采用隔震减震技术”。

传统抗震设计修复难度大、代价高
       传统建筑在进行抗震设计时，其基本原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，即：在遇到众值烈度地震时（或称多遇烈度，在50年内的超越概率为63.2％），结构一般不应受损坏或不需修理；在遇到中等地震烈度地震时（为中震烈度，在50年内的超越概率为10％），结构允许某些部位进入塑性状态，吸收并耗散地震能量，经一般修理仍可继续使用；遇到罕遇地震时（50年内的超越概率为2％～3％），结构不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
       按照这个基本原则进行建筑物的抗震设计，可使结构具备一定的抗震能力。传统的抗震结构基于提高性能的设计方法，通过增大结构自身刚度及承载力以抵抗地震作用，在大震下以结构的局部耗能区或耗能构件的破坏来消耗地震能量，震后修复难度大、代价高。
隔震层管道软连接示意图

隔、减震技术符合医疗建筑抗震要求
       减、隔震技术区别于传统的抗震设计思路，是有组织地将局部耗能和破坏集中到耗能装置上，从而在一定程度上减小主体结构的地震反应和变形破坏，在提高房屋安全度的同时也使房屋的震后修复工作更易实现。
       在减震技术中，主要是通过在建筑结构的楼层之间设置消能装置或元件，通过消能装置产生摩擦、弯曲、屈服弹塑性滞回变形，为主体结构提供附加的阻尼或刚度，有组织地引导其消耗地震下结构的输入能量，从而减轻结构地震灾害反应。
       在隔震技术中，位于隔震层的隔震装置，在地震发生时，通过提供水平变形和附加阻尼，延长结构的自振周期，减少地震作用向上部结构传递，使结构在地震作用下的反应大大减小。同时，由于水平变形主要发生在隔震层，上部结构在地震作用下的震型主要表现为平动，若合理控制隔震层质心与刚心的偏心率，更可大大降低扭转效应，从而提高整体结构的安全性，基本可以达到“小震无感，中震不坏，大震可修”的设防目标。
       另外，隔震建筑还可以大大减少隔墙等非承重构件损坏、减少次生破坏、减少设施设备的损坏，保证地震后建筑使用功能不被中断。这些优点都非常符合医疗建筑的抗震设防要求。

应合理使用隔震减震技术
       减震与隔震技术的原理和特性有所不同，在具体工程应用中也呈现出不同的特点。减震装置布置相对灵活，对建筑使用功能及水电管线电梯等相关专业影响较小，技术措施涉及专业分工少，施工成本相对较低，但减震效果相对有限；隔震结构需要设置单独的隔震层（计入建筑面积），对建筑使用功能及相关专业要求较高，技术措施涵盖各个专业分工，施工成本较高，但减震效果比较显著。
       无论怎样，减、隔震结构的出现，改变了传统抗震结构“硬碰硬”的抗震方式，将设计从“抗”调整为“消”或“隔”，通过合理的减、隔震设计，可以使结构达到更高的设防目标。减、隔震技术在我国医疗建筑领域必定会拥有更大更广阔的发展空间，合理地将先进的减、隔震技术应用于医疗建筑，造福社会、造福人民，其意义重大深远，同时也为广大工程技术人员提出了一个重要课题。