天津康惠医院项目定位为大型综合医院项目，包括病房楼（子项目1#）、门诊医技楼、警卫室（子项目2#）、生物研究所、行政办公楼（子项目号2#）。 3#）、健康体检中心、医疗美容中心、月子中心（分项4号）、地下室建筑（分项5#）。根据建筑功能和平面图，结构被划分为多个单元。
项目总建筑面积464917m2。地上建筑面积288723平方米，地下建筑面积176194平方米。
装配设计要求及主要技术指标
装配设计要求
根据天津市城乡建设委员会金建科[2017]391号《市建委关于加强装配式建筑施工管理的通知》要求，公共建筑项目应当实行装配式建筑。根据《装配式建筑评价标准》（GB/T 51129-2017）第3.0.3条规定，装配率不低于50%。以2#门诊医技楼为例，装配式建筑得分如表1所示。
本文仅介绍主体结构的装配设计。根据计分要求，柱、支撑、承重墙等竖向构件必须按一定比例组装，楼板应采用无模板楼板体系。装配式建筑的结构分为装配式钢结构和装配式混凝土结构。
主要技术指标
项目地点为天津市西青区大寺镇。根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（2016年版）附录1规定，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第二组。但根据《中国地震参数区划图》（GB 18306-2015）要求，西青区大寺镇抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组是第二组。因此，该项目地质勘察报告也提出按此要求进行抗震设计。根据《建设工程抗震等级标准》（GB 50223-2008），工程抗震类别为重点设防类别（乙类）。根据天津市城乡建设委员会2016年第256号文件——《市建委、市地震局关于贯彻执行《中国地震参数区划图》（GB 18306-2015）的通知》，当计算医院建设工程中结构在频繁地震作用下的弹性位移，承载力设计及设防时地震作用取8度（0.20g）。频繁地震下的计算和罕见地震下的相关计算均按地震动峰值加速度增大至0.30g，周期折减系数为1.0。根据地质调查报告，施工场地类别为Ⅲ类。 。
装配式钢结构与装配式混凝土结构解决方案比较
装配式钢结构与装配式混凝土结构的区别
装配式混凝土结构现浇部分：地下室部分（基础、挡土墙、屋面）、顶层楼板、楼板叠合层、构件接缝部分。
预制件：梁、柱、剪力墙、楼板复合板、楼梯、阳台。由于接缝处需要现浇混凝土，所以混凝土浇筑量会比钢结构多。设计图纸时应绘制预制构件布置图、预制构件模板图、预埋件布置图、节点连接详图。然而，装配式钢结构不需要这个工作量。
预制钢结构现浇部分：地下室部分（地基、挡土墙、屋面）、楼板或楼板叠合层。预制件：梁、柱、斜撑、地板、楼梯。钢结构节点无需浇筑混凝土，钢结构技术成熟。装配式钢结构设计完成后，即可提交施工图审查。厂家详细加工图纸是在施工图审核后进行的。钢结构必须进行防腐、除锈、防火处理。
装配式钢结构与装配式混凝土结构解决方案比较
以4-1#月子中心为例进行对比。 4-1#月子中心地上10层，一层高5.1m，二至四层高4.5m，五至十层高4.2m，室内外高差0.45m，建筑结构高度43.35m。
选择结构时考虑三种形式：装配式混凝土结构（方案A）、装配式钢-混凝土结构（方案B）、装配式钢结构（方案C）。
方案A，由于建筑行业除建筑电梯间外，要求剪力墙或钢支撑尽可能少，因此该方案剪力墙较少，位移角不符合规范要求。如果位移角要满足规范要求，就必须增加剪力墙布置，如增加剪力墙，就违背了建筑尽可能少布置剪力墙的初衷。采用纯混凝土结构作为装配式结构，节点过多，比钢结构需要浇筑更多混凝土，且柱、墙截面过大，运输、安装困难，故不考虑方案A 。
B方案为钢框架（含钢支撑）-钢筋混凝土剪力墙结构。根据计算参数比较，剪力墙或支撑布置在南侧（4-A轴）和内侧（4-B轴）。与剪力墙或支撑相比，平移系数更为合理。然而，建筑界并不希望根据房间的功能布局在南侧布置支撑或剪力墙。与方案C相比，方案B有剪力墙，支撑较多，且部分构件必须采用现浇混凝土，因此不考虑方案B。
最终方案采用装配式钢结构（C方案）。与方案A、方案B相比，无剪力墙，支撑少，钢结构满足预制要求，技术成熟。
装配式钢结构在项目后期协调中的优势
在施工图设计阶段之前，医疗工艺设计师会与医院多次沟通房间布局，反复推敲确定工艺流程线。但在施工图设计阶段，或者图纸批准后，医院会根据功能需求的变化、各部门的意见以及专家的意见，对房间功能进行调整。这将影响梁和板的布局。装配式钢结构将改变钢梁截面、调整钢梁标高、增设次梁等，比装配式混凝土结构更方便、更容易实施。图纸获批后，建设方提出在混合手术室南侧增设MRI检查室钢结构楼承板钢筋图，但此时该区域的钢结构已经进行了深度加工。
由于增加了MRI，根据房间要求，结构需增加荷载（普通手术室原活荷载为3kN/m2，MRI活荷载为10kN/m2），梁、板标高必须降低200mm，即建筑面层由100mm变为300mm（MRI需要磁屏蔽。如果有300mm面层，对楼板的影响磁屏蔽上的钢筋不予考虑）。降低楼板会增加恒载。对结构的影响包括：梁截面调整，梁高度由550mm改为700mm；添加次梁以降低其他次梁的应力比；楼板厚度由120mm改为200mm，屋顶标高下降200mm；梁高增加影响装修 对于吊顶标高，暖通专业人员调整风道布局，要求穿过原梁腹板。
以下是装配式混凝土结构与装配式钢结构实施上述结构调整的比较。
随着载荷的增加，梁的高度增加
当结构为装配式混凝土结构时，如果混凝土梁已经加工制作完毕，只需加工新梁即可满足增加梁高、增加配筋的要求；对于原来加工过的混凝土梁，如果其他梁具有相同的截面且钢筋梁没有加工过，则可以用它来替换其他梁。如果已经处理了其他光束，则该光束将被视为丢弃。梁柱节点处按原梁高为柱预留现浇节点高度。梁加高后，原有柱缝不能满足梁加高后梁钢筋的安装。
当结构为装配式钢结构时，如果钢梁已经加工制造，除了重新加工新梁外，还可以采用加高、加固的方法。这样，梁就不会被废弃。
主次梁连接处，调整次梁位置或添加次梁
当结构为装配式混凝土结构时，主次梁连接处必须预留缺口钢结构楼承板钢筋图，并在缺口处浇筑混凝土。具体方法见《装配式混凝土结构连接节点施工（2015年版）》（G310-1~2）第19页。如果该梁已经加工完毕，则次梁只能按照预留的后浇口槽口处于该位置，次梁截面无法放大。如果要调整次光束的位置，则必须重新加工一条主光束，原来加工过的光束将被丢弃。
当结构为装配式钢结构时，主次梁之间的连接采用焊接连接板。如需增加或调整次梁位置，只需焊接其他位置的连接板即可，不会废弃次梁。
加厚楼板、降低标高
当结构为装配式混凝土结构时，为了满足装配率，混凝土梁、板一般制成组合梁和组合板。如果叠合梁、板已经加工制作完毕，新调整的叠合板将无法与原叠合梁有效连接，必须重新制作叠合梁，而原梁将按报废处理。具体方法参见《装配式混凝土结构连接节点施工（2015年合版）》（G310-1~2）第23页。
当结构为装配式钢结构时，如果钢梁已经加工制造，除了重新加工新梁外，还可以采用图13所示的调整方法。按照这种方法，不会出现混凝土组合梁板无法有效连接的问题。
梁腹板开口
当结构为装配式混凝土结构时，混凝土梁一般制成组合梁。如果组合梁已经加工制作完成，想在梁上开孔并穿过小风道，即使开孔位置和尺寸符合规范要求，也不能在梁上开孔。组合梁，因为箍筋被切断，孔的顶部和底部将不配合。两侧不得增设箍筋，洞口上方、下方不得加设纵向钢筋。根梁只能重新制作。梁上敷设钢筋时，应按规范在洞口边缘增设钢筋。
当结构为装配式钢结构时，如果钢梁已经加工制造，除重新加工新梁外，还可以根据规范图集的要求在腹板上打孔并加固。这样就不会出现像混凝土组合梁那样在新开的洞口周围不能加钢筋的问题了。
支持方案比较
支撑类型
综合以上方案对比，确定结构形式为钢框架-中心支撑结构。支撑一般分为两种，一种是钢结构的普通支撑，另一种是屈曲约束支撑。
钢结构常用的支撑是传统的支撑形式。一般根据受力大小选用角钢、H型钢或方钢管。由于面外稳定性问题，钢框架和中心支撑结构的普通支撑一般选用两个方向刚度一致的方钢管。普通支架是普通钢结构，材料很容易购买。它们在受拉时具有较高的强度，但在受压时，会因稳定性问题而发生屈曲，其刚度和承载能力会降低。屈曲约束支撑由芯板、外套和填充材料组成。由于外套和填充材料可以抑制芯板在压力下屈曲，因此屈曲约束支撑不需要稳定，只需要受力。它在频繁地震中保持弹性，为结构提供刚度和承载能力，在设防地震或罕见地震作用下屈服，起到耗能作用。
普通支撑与屈曲支撑计算对比
以2-1#门诊楼为例进行计算对比。门诊楼地上5层，建筑结构高度23.5m。支撑布置为人字形支撑。
门诊楼采用钢框架-中心支撑，普通钢支撑计算结果见表4。
门诊楼采用钢框架-中心支撑，支撑采用屈曲约束支撑的设计方法如下：模型中定义斜杆，斜杆截面类型为箱形截面，横截面尺寸为：
120mm×120mm×59mm（一层至三层）
100mm×100mm×49mm（第四、五层）
即在箱体截面中间留一个2mm×2mm的孔；横截面尺寸也可以定义为：
121mm×121mm×60mm（一层至三层）
101mm×101mm×50mm（第四层、第五层）
即在箱体截面中间留一个1mm×1mm的孔。支撑端被定义为铰接的。计算结果中斜线会出现红色且超出极限，应力比大于1。但仅校核斜杆强度是否满足要求，并未考虑稳定性校核。屈曲约束支座性能及技术参数见表5。
根据计算，普通钢支架的截面和壁厚较大。 400mm×400mm的截面大于250mm或200mm的建筑壁厚。支撑物会突出建筑墙体，影响建筑美观。为了满足安装要求，梁截面宽度必须由原规划的300mm改为450mm（梁两侧均比400mm支撑宽度大25mm）。并且为了满足计算结果，稳定性校核中应力比大于1的各个构件需要继续增加其截面，直至满足稳定性校核。普通钢支撑仅在频繁地震下提供承载能力和刚度。它们在强化地震或罕见地震下发生弯曲，无法继续提供承载能力和刚度。屈曲约束支撑本身具有稳定性约束，不需要稳定性验证，因此截面可以做得更小。我们限制屈曲约束支撑的截面尺寸不大于250mm×250mm，具体细节将由厂家进行深化。由于截面尺寸较小，屈曲约束支撑可以完全布置在建筑墙体内部，不会突出建筑墙体，也不影响美观。屈曲约束支撑不仅在频繁地震下提供承载力和刚度，而且在设防地震或罕见地震下也不屈曲，能够持续提供承载力和刚度并起到耗能作用。经过比较，选择屈曲约束支撑作为支撑。屈曲约束支撑仅考虑在频繁地震下提供承载能力和刚度，而不是为大地震减震而设计。它们为设防地震或罕见地震提供安全储备，起到保险丝的作用。
不同地震设防烈度、场地类别、设防类别的普通支护计算结果比较
普通支座不适合本项目的原因还在于：项目所在地地震烈度为8度，地震加速度值为0.3g，场地类别为Ⅲ类，为乙类建筑。例如，地震设防烈度、场地类别、设防类别不同。 ，结果也不同。根据不同地震设防烈度、场地类别、设防类别，采用普通支撑的计算结果见表6。地震组别考虑为第二组，支撑钢材型号为Q235B。
根据上表计算结果，6度和7度（0.10g）的建筑物可以用普通钢材支撑。 7度（0.15g）和8度（0.2g和0.3g）的建筑物太大，因为普通钢材的支撑截面太大。建议使用屈曲约束支撑。
屈曲约束支撑布置
布置屈曲约束支撑时，应选择在地震作用下产生支撑内力较大、层间位移较大的位置。应沿结构的两条主轴线布置，并尽可能布置在结构的外围。它们应布置为单斜撑、人字撑或 V 形撑，而不应布置为 X 形。还可根据建筑功能进行局部调整，灵活布置支撑。为满足建筑门洞布置要求，BRB-1立面布置中，将原计划沿跨中心对称布置的支撑下端右移；在BRB-3的立面布置中，原规划的支撑件沿跨中心上下移动。将各层均匀排列成V形，并调整为一层呈人字形，其余各层呈V形。为了满足建筑首层部分开放空间的要求，BRB-2的立面布局中，对原计划各层垂直布置的支撑进行了调整，取消了一层的支撑布置。一楼，但是一楼这个位置的钢梁柱子需要加固。
医院建设装配式建筑时，建议优先选择装配式钢结构，这在后期医院功能调整中更有优势。对于高强度区域，特别是场地类别Ⅲ（重点设防类别）的医院类建筑，当结构形式为钢框架-中心支撑时，建议优先采用屈曲约束支撑。
