Vilka är de seismiska designstandarderna för ett sjukhus för stålstruktur?

Som leverantör av sjukhus för stålstruktur har jag blivit frågad om seismiska designstandarder för dessa avgörande byggnader fler gånger än jag kan räkna. Så jag trodde att jag skulle ta ett ögonblick för att bryta ner allt på vanligt engelska (ja, vanlig amerikansk engelska, åtminstone) och ge dig nedgången på vad som går till att göra en jordbävning av stålstruktur på sjukhus - motståndskraftig.

Till att börja med, varför är seismiska designstandarder så viktiga för sjukhus? Tja, sjukhus är vad vi kallar "livlinjefaciliteter." När en jordbävning träffar kommer människor att behöva läkare och sjukhuset måste vara igång. Om byggnaden inte tål skakningen kan den kollapsa, sätta patienter, personal och värdefull medicinsk utrustning i riskzonen. Så att ha strikta seismiska designstandarder är icke -förhandlingsbara.

Förstå seismiska faror

Innan vi kan prata om designstandarder måste vi förstå de seismiska farorna i ett visst område. Seismiska faror är i princip sannolikheten för en jordbävning som inträffar på en given plats och den potentiella intensiteten för den jordbävningen. Denna information bestäms vanligtvis av geologer och seismologer som studerar jordens skorpa och fellinjer.

I USA arbetar Federal Emergency Management Agency (FEMA) och USA: s Geological Survey (USGS) tillsammans för att skapa seismiska risker. Dessa kartor visar sannolikheten för olika nivåer av markskakning i olika regioner. Till exempel är Kalifornien väl - känd för sin höga seismiska aktivitet, så sjukhus i Kalifornien måste utformas för att motstå mycket starkare jordbävningar än de i områden med lägre seismisk risk, som Mellanvästern.

Viktiga element i seismisk design för sjukhus för stålstruktur

Struktursystem

Det strukturella systemet på ett stålstruktursjukhus är ryggraden i dess seismiska motstånd. Ett väl utformat strukturellt system kan fördela de krafter som genereras av en jordbävning jämnt i hela byggnaden, vilket förhindrar koncentrerad stress som kan leda till kollaps.

En vanlig typ av konstruktionssystem som används i stålbyggnader är ögonblicket - motståndande ram. På ett ögonblick - motståndande ram är balkarna och kolumnerna anslutna på ett sätt som gör att de kan motstå böjningsmoment orsakade av sidokrafter, såsom de från en jordbävning. Denna typ av ram ger god styvhet och duktilitet, som är väsentliga för seismisk motstånd.

Ett annat alternativ är det stagade ramsystemet. Hängslen läggs till i strukturen för att ge ytterligare styrka och styvhet. Det finns olika typer av hängslen, inklusive koncentriska hängslen och excentriska hängslen. Koncentriska hängslen används oftare i områden med lägre seismiska risker, medan excentriska hängslen ofta används i höga seismiska regioner eftersom de kan ge bättre energispridning.

Fundamentdesign

Grunden för ett sjukhus är lika viktigt som ovanstående markstruktur när det gäller seismiskt motstånd. Stiftelsen måste överföra belastningarna från byggnaden till marken säkert och jämnt.

I områden med hög seismisk aktivitet används ofta djupa fundament, såsom högar eller caissons,. Högarna är långa, smala kolumner som drivs i marken för att nå ett mer stabilt marklager. Caissons är stora, gjutna betong- eller stålcylindrar som sjunker i marken. Dessa djupa grunder kan hjälpa till att förhindra att byggnaden sätter sig eller lutar under en jordbävning.

Dämpningssystem

Dämpningssystem används för att minska vibrationerna i en byggnad under en jordbävning. En typ av dämpningssystem är den viskösa spjället. Viskösa spjäll fungerar genom att konvertera den kinetiska energin i byggnadens rörelse till värmeenergi, som sedan sprids. Detta hjälper till att minska amplituden på vibrationerna och skydda strukturen och dess innehåll.

En annan typ av dämpningssystem är den inställda massdämparen. En avstämd mass spjäll består av en stor massa som är fäst vid byggnaden av fjädrar och spjäll. Massan rör sig i motsatt riktning av byggnadens rörelse under en jordbävning, motverkar vibrationerna och minskar strukturens övergripande svar.

Internationella seismiska designstandarder

Olika länder har sina egna seismiska designstandarder för byggnader, inklusive sjukhus. I USA tillhandahåller American Institute of Steel Construction (AISC) designriktlinjer för stålstrukturer, inklusive de för seismisk motstånd. AISC -standarderna är baserade på omfattande forskning och testning och används allmänt i branschen.

I Europa är Eurocode 8 den viktigaste standarden för seismisk design. Eurocode 8 tillhandahåller regler för konstruktion och konstruktion av byggnader och andra strukturer i seismiska områden. Det tar hänsyn till de specifika seismiska egenskaperna hos olika regioner i Europa.

Japan, som också är ett land med hög seismisk aktivitet, har mycket strikta seismiska designstandarder. Japanska standarder uppdateras ständigt baserat på den senaste forskningen och erfarenheten från tidigare jordbävningar. Till exempel, efter den stora East Japan -jordbävningen 2011, gjorde Japan betydande revideringar av sina seismiska designkoder för att förbättra byggnadens säkerhet.

Vår erfarenhet som stålstruktur sjukhusleverantör

Under åren har vårt företag varit involverat i design och konstruktion av många sjukhus för stålstruktur. Vi har arbetat nära med arkitekter, ingenjörer och entreprenörer för att säkerställa att våra sjukhus uppfyller de högsta seismiska designstandarderna.

Vi förstår att varje projekt är unikt, och vi tar oss tid att studera de specifika seismiska farorna för projektplatsen. Baserat på denna information kan vi rekommendera det mest lämpliga strukturella systemet, fundamentdesign och dämpningssystem för sjukhuset.

Till exempel avslutade vi nyligen ett projekt i ett högt seismiskt område i Kalifornien. Vi använde en kombination av ögonblick - motståndande ramar och viskösa spjäll för att säkerställa att sjukhuset skulle kunna motstå den starka marken som förväntas i regionen. Projektet var en framgång, och sjukhuset tillhandahåller nu högkvalitativ medicinsk vård till lokalsamhället.

Andra överväganden för seismiska resistenta sjukhus

Icke -strukturella element

Förutom det strukturella systemet måste icke -strukturella element på ett sjukhus också beaktas i seismisk design. Icke -strukturella element inkluderar saker som partitioner, tak, mekaniska och elektriska system och medicinsk utrustning.

Under en jordbävning kan icke -strukturella element utgöra en betydande fara för patienter och personal. Till exempel kan en fallande takpanel orsaka skador, och ett skadat elektriskt system kan störa kritisk medicinsk utrustning. Därför måste icke -strukturella element vara ordentligt förankrade och stödda för att förhindra att de lossnar under en jordbävning.

Överflöd

Redundans är ett viktigt begrepp i seismisk design. En redundant struktur har flera belastningsvägar, så om en del av strukturen misslyckas under en jordbävning kan lasterna omfördelas till andra delar av strukturen. Detta hjälper till att förhindra att hela byggnaden kollapsar.

På ett stålkonstruktionssjukhus kan redundans uppnås genom att använda flera strukturella system eller genom att lägga till extra medlemmar till den befintliga strukturen. Till exempel kan ett sjukhus ha både ett ögonblick - motståndande ram och ett stagat ramsystem, vilket ger en ytterligare säkerhetsnivå.

Relaterade stålstrukturprojekt

Om du är intresserad av andra typer av stålstrukturprojekt har vi också varit involverade i byggandet avStålstrukturstation,Stålstruktur bostadsbyggnadochStålstrukturkatedral. Var och en av dessa projekt har sina egna unika designkrav, men seismisk motstånd är alltid ett viktigt övervägande.

Kontakta oss för ditt sjukhusprojekt för stålstruktur

Om du planerar att bygga ett stålkonstruktionssjukhus skulle vi gärna vara en del av ditt projekt. Vi har expertis och erfarenhet för att säkerställa att ditt sjukhus uppfyller de högsta seismiska designstandarderna och ger en säker och funktionell miljö för patienter och personal.

Oavsett om du befinner dig i ett högt seismiskt område eller ett lågt seismiskt område, kan vi arbeta med dig för att utveckla en anpassad lösning som passar dina behov och budget. Kontakta oss idag för att starta konversationen om ditt sjukhusprojekt för stålstruktur.

Referenser

• American Institute of Steel Construction (AISC). (2016). Seismiska bestämmelser för strukturella stålbyggnader.
• Federal Emergency Management Agency (FEMA). (2015). FEMA P - 750: Seismiska designkriterier för nya sjukhusanläggningar.
• United States Geological Survey (USGS). Seismiska faror. Finns på: https://earthquake.usgs.gov/hazards/.
• International Building Code (IBC). (2018). Byggnadskodkrav för konstruktionsstål för byggnader.