工程概况

新建的武汉火神山医院位于武汉市蔡甸区武汉职工疗养院旁，建筑用地约50000㎡，总建筑面积为33940㎡，总床位数建设目标为1000床，按战地医院形式设计。

项目由1号楼和2号楼组成，其中1号楼为单层建筑，包括住院楼、医技楼和ICU；2号楼为两层的住院楼；除此之外，还配套建设了室外氧气站房、负压吸引机房、垃圾暂存间、尸体暂存间及焚烧炉等设备用房。

建筑平面布置效果图

建筑住院单元集装箱房屋组装示意图

设计原则确定

这是一个应急医疗项目，它的特点就是“急”。从结构选型及技术层面来讲，时间不允许我们按照常规项目的常规建设程序进行。

因此，在开始设计时，我们确定了以下几条设计原则：

1、建筑物应定性为临时建筑。

2、本工程虽为临时建筑，但它毕竟还是一个医疗项目，因此结构重要性系数规定不宜小于1.0，部分重要构件可取1.1。

3、结构选型应在确保安全的前提下，因地制宜、就地取材，采用轻型模块化钢结构快速拼装，从而实现制作简便、运输方便、安装快捷的目标。

4、结构设计应满足正常使用状态和承载力极限状态的相关要求；可不进行抗震计算，但抗震构造措施按设防烈度为6度地区的有关规定执行。

5、基础应采用天然基础。

6、因设计周期太短，应在设计过程中考虑可变化性。

设计前期资料收集

 01 在建筑方案阶段，我们通过施工总包方收集到一些集装箱相关资料，例如箱体的形式、一般基础做法、大致的荷载情况等。

集装箱示意图    

其它工程基础的常规做法 

02 派设计人员去现场了解场地的地质条件，为后期基础设计提供第一手资料。

1月24日踏勘时，现场正在场地平整

结构设计

01 病房部分结构形式为模块化钢结构组合结构（下面简称：集装箱结构），采用3m×6m的标准集装箱，现场可以直接拼装，提高了建设效率；

02 医技及ICU由于医疗工艺的要求，存在大空间、大跨度用房，若采用标准集装箱拼装已无法满足使用要求，则采用模块化钢结构和活动板房，即钢框架或门式钢架+夹心彩钢板房相结合的结构形式。其中梁、柱采用的矩形钢管，只能根据现场提供的小截面的矩形钢管（型号为“口140×80×5”和“口120×80×4”），将其进行拼接后做钢柱和钢梁，省去了二次采购和再加工制作的时间，提高了工作效率。

ICU楼梁、柱截面

医技现场拼装过程情况

03 一层到二层运送病人的坡道采用钢框架结构。

04 医疗工艺及流线的要求需要一定的时间才能确定，但结构的基础设计又必须在短时间内完成，因此对病房及医技用房、ICU楼进行了建模计算，医技用房、ICU楼分别采用大柱网（4.5m×24m）和小柱网（4.5m×9m）两种不同的结构布置方案进行计算，按包络进行基础设计。后期对确定的结构布置进行计算复核，原设计基础可满足要求。

05 设备基础在没有特殊要求的情况下，均采用钢梁或钢支座，以方便施工。

两层集装箱房的计算模型

医技用房、ICU的计算模型之一

建成的两层集装箱式房

建设中的医技楼

建成后的运送病人的坡道（图片来自新华社）

地基处理

医院的建设场地位于知音湖畔，原貌为丘陵和农田菜地，属山坡地形，有较大的高差。建筑在进行场平设计时，充分利用场地的现状条件进行设计，使场区挖、填土方达到自平衡。

由于建设周期太短，不可能按常规设计的思路——先由地勘单位提供详细勘察文件后再做基础设计，因此我院先期派设计人员进行实地踏勘并了解周边地质情况，同时安排设计代表进驻工地现场，在场平阶段就严格控制填土方式，使处理后的地基承载力能满足设计要求。

根据现场情况，项目对场区的填土进行如下几种方式的处理：

1、原为山坡的区域，地质条件较好，采用黏土分层回填夯实；

2、原为农田菜地的区域，将原有腐植土进行清理，采用砂夹碎石进行回填夯实；

3、对局部有水塘的区域，采用块石抛回填1-2m，再采用砂夹碎石进行回填夯实。

通过上述方法，可以把场地平整与地基处理合二为一，大大节约了时间。这样处理后，可以保证地基承载力特征值达到60-80KN/㎡，为后续的基础设计提供了设计依据。

基础设计

 01 根据现场踏勘及地基处理，设计要求地基承载力应不低于60KN/㎡。

 02 结构当初设计为钢筋混凝土条形基础，建筑专业从环保角度考虑，提出了在场地内全面铺设防渗膜的工艺要求。现场施工单位认为按条形基础进行施工，需要在条形基础之间的其它部位设置混凝土硬化地面，以避免机械在施工过程中对防渗膜的破坏，这样对施工周期有较大的影响。为确保对防渗膜的保护及施工工期要求，经协商，我们将条型基础修改为筏板基础。考虑到基础面积较大，场地回填土情况较多，工期太短等因素，为防止基础不均匀沉降，设计采取钢筋混凝土筏板。

 03 为了满足设备专业（特别是水专业）管线铺设快速方便，经与各专业及施工企业协商，决定筏板基础面标高降低300mm，上设钢梁支撑集装箱单元。通过这种处理方式，同时满足了对防渗膜的保护和设备专业的管线铺设要求，缩短了施工周期。

 04 本工程房建部分的筏板除医技及ICU 部分为450mm厚外，其它均为300mm。设备用房筏板基础厚度均结合厂家提供的相关要求综合考虑设计。

 05 本工程由于施工期间气温较低，并且在施工不到24小时内就要进行集装箱房屋的安装及施工机械运行，因此将混凝土强度等级提高到C35。

 06 基础设计时宜尽量要求一次浇筑成型，避免二次浇筑。

 07 对于集装箱拼接房屋，拼接之间存在一定的距离，在基础设计时，无论你采取哪一种基础方案，均需要考虑集装箱拼接的方式及拼接缝隙对基础尺寸的影响。  

筏板上放置方钢做为集装箱的基础支座

筏板、钢支撑及设备管线之间的关系图 

临时应急工程设计的一点体会

 01 本工程是一个应急项目，许多内容不能按常规思路进行设计，只能在确保安全的情况下，因地制宜、就地取材，以施工便利、快速为主要诉求。按平时设计思路觉得很好的方案，若不能快速施工完成均不是好方案。

 02 应急项目的设计要充分考虑施工企业能筹集到的材料，比如医技和ICU的钢屋架的梁和柱根据施工企业提供的材料，通过在工厂焊接组合而成。

 03 基础选型应充分考虑设备专业的管线布置，确保管道安装方便、快速。

 04 集装箱房屋楼、屋面板所能承受的荷载较小，若在楼、屋面有荷载较重的设备，均应放置在室外地面或采取其它方式搁置。若一定要搁置在楼、屋面处，应对集装箱结构进行复核加固。

 05 像这种应急项目，需要有经验的设计代表在现场配合并及时解决突发的情况，例如材料的替换、基础开挖后对地质情况的判断及后续处理等。

设计及现场配合团队

技术指导

温四清

结构设计团队

温永坚、周晖、孙磊、周一凡、黄钟霈、杨涛、符锴

现场配合团队

邢沛霖、陈晓、彭宁