سازه بیمارستانی
سازههای بیمارستانی از پیچیدهترین و حساسترین انواع سازهها در حوزه معماری و مهندسی عمران به شمار میروند. این ساختمانها نهتنها محل ارائه خدمات درمانی هستند، بلکه بستری برای عملیات حیاتی، تجهیزات دقیق پزشکی و سیستمهای پشتیبان پیچیده محسوب میشوند. یک سازه بیمارستانی باید توان تحمل عملکرد بیوقفه حتی در شرایط بحرانی مانند زلزله یا آتشسوزی را داشته باشد.
ساختمانهای بیمارستانی از مهمترین و پیچیدهترین سازههای شهری هستند که باید در حین و پس از زلزله همچنان قابل بهرهبرداری باقی بمانند. ویژگیهایی همچون تنوع کاربری فضاها، وجود تجهیزات سنگین و حساس پزشکی، و نیاز به دسترسی و خدمات ۲۴ ساعته، طراحی این سازهها را به چالشی تخصصی و بینرشتهای بدل کرده است.
بهطور کلی، ساختمانهای بیمارستانی به عنوان زیرساختهای حیاتی، به طراحیهای ایمن و عملکردمحور در برابر بارهای لرزهای و ثقلی نیاز دارند.
ویژگیهای فنی سازه بیمارستانی
سازههای بیمارستانی دارای ویژگیهایی منحصربهفرد هستند که آنها را از سایر ساختمانها متمایز میکند. طراحی این سازهها باید بر پایه دقت، نظم، و رعایت اصول تخصصی در هر دو حوزه آموزش و درمان باشد. از آنجا که این ساختمانها مستقیماً با فرآیندهای حیاتی مانند یادگیری، مراقبت از بیماران و پاسخگویی به بحرانها سروکار دارند، کوچکترین خطا در طراحی یا اجرا میتواند تأثیرات جدی بهجا بگذارد.
یکی از مهمترین ویژگیهای این سازهها، رعایت دقیق اصول بهداشتی، ایمنی و دسترسی آسان است. در ساختمانهای بیمارستانی، وجود فضاهایی با کنترل آلودگی، تهویه مناسب، مسیرهای مشخص برای حرکت بیماران، کادر درمان و تجهیزات، و طراحی زونبندی شده برای بخشهای تمیز و آلوده، جزو الزامات حیاتی است.
این سازهها معمولاً با در نظر گرفتن پایداری بلندمدت طراحی میشوند و باید تحمل بالایی در برابر حوادث طبیعی مانند زلزله و آتشسوزی داشته باشند. همچنین در آنها استفاده از مصالح بادوام، عایقهای صوتی قوی (برای کاهش سر و صدا در فضاهای آموزشی و درمانی)، و سیستمهای هوشمند مدیریتی رایج است.
در سازههای بیمارستانی، ماهیت بحرانی عملکرد ساختمان ایجاب میکند که سازه قابلیت بهرهبرداری بدون اختلال حتی پس از زلزله یا حوادث شدید را داشته باشد. از اینرو، سطح عملکرد سازهای مورد انتظار در این پروژهها بسیار بالاتر از ساختمانهای معمولی است و اغلب طبق آییننامهها در دسته اهمیت بسیار زیاد قرار میگیرند.
بارگذاری مرده بالا بهدلیل وزن تجهیزات پزشکی، بار زنده متغیر در بخشهای مختلف، و الزامات ایزولاسیون ارتعاشی در اتاقهای عمل و بخشهای تصویربرداری باعث میشود انتخاب نوع سیستم سازهای با دقت فراوان انجام شود. سیستمهای قاب خمشی ویژه فولادی یا قاب با مهاربندی واگرا (EBF) بهدلیل شکلپذیری بالا و کنترل دریفت مناسب، از گزینههای رایج در این پروژهها هستند.
آیین نامهها و استانداردهای مورد استفاده در طراحی سازه های بیمارستانی
برای پروژههای بیمارستانی، مجموعه آییننامهها گستردهتر و سختگیرانهتر است، چرا که این ساختمانها در گروه "اهمیت خیلی زیاد" قرار میگیرند:
- استاندارد 2800 ویرایش چهارم و پنجم: در این پروژهها الزاماتی مانند استفاده از سیستمهای با شکلپذیری ویژه (قاب خمشی ویژه یا مهاربند واگرا)، کنترل سختگیرانه تغییر مکان نسبی طبقات، و افزایش ضریب اطمینان در طراحی الزامی است.
- ASCE 7-22 (در پروژههای بینالمللی یا خاص): این آییننامه سطح عملکرد مورد انتظار در زلزله را بهدقت تعریف میکند و برای سازههای حیاتی مانند بیمارستانها، حداکثر میزان خسارت غیرسازهای و قطع خدمات پس از زلزله را محدود میسازد.
- NFPA 5000 و FGI Guidelines (در برخی پروژههای بیمارستانی خصوصی یا بینالمللی): این دستورالعملها الزامات لرزهای، دسترسی تجهیزات سنگین، و طراحی لرزهای نواحی حساس مانند اتاق عمل را تعریف میکنند.
همچنین در مواردی که از جداگر لرزهای (Base Isolation) استفاده میشود، آییننامههایی مانند FEMA 450 و ASCE41 نیز بهکار گرفته میشوند.
در مجموع، رعایت این آییننامهها تضمین میکند که سازههای بیمارستانی، نهتنها در برابر بارهای عادی بلکه در برابر رخدادهای شدید مانند زلزله نیز عملکرد قابل اتکا و ایمنی کافی داشته باشند.
الزامات فنی طراحی سازههای بیمارستانی فولادی
سازههای بیمارستانی بهواسطه ماهیت بحرانی عملکرد، باید با دقت مضاعف و تکنولوژیهای پیشرفتهتری اجرا شوند. برخی از مهمترین تکنیکهای فنی در این حوزه عبارتند از:
- اجرای جداگرهای لرزهای (Seismic Base Isolators): در پروژههای مهم بیمارستانی، استفاده از جداگرهای لرزهای در فونداسیون، نوسانات زمین را جذب کرده و مانع انتقال مستقیم انرژی زلزله به ساختمان میشود. این تکنولوژی در بیمارستانهای نسل جدید دنیا یک استاندارد رو به گسترش است.
- استفاده از بادبندهای با فیوز انرژیبر (Energy Dissipating Devices): برای کنترل خرابی موضعی و حفظ عملکرد سازه پس از زلزله، از فیوزهای مکانیکی یا اصطکاکی در محل اتصال بادبندها استفاده میشود. این فیوزها، انرژی را جذب کرده و از آسیب دیدن اعضای اصلی جلوگیری میکنند.
- تعبیه مسیرهای جداگانه برای تأسیسات حیاتی: اسکلت فلزی باید بهگونهای طراحی شود که مسیرهای عبور لولههای اکسیژن، برق اضطراری و تهویه بدون تداخل با عملکرد سازهای عبور داده شوند. طراحی دالهای سوراخدار (cellular beams) برای عبور تأسیسات، راهکاری فنی برای این هدف است.
- پیشسازی اجزا در کارخانه با کنترل کیفی دقیق: بهمنظور کاهش خطاهای نصب در محل و افزایش دقت اجرایی، اغلب اجزای بیمارستانی بهصورت مدولار در کارخانه ساخته و سپس به محل منتقل میشوند. این تکنیک باعث کاهش مدت زمان ساخت و بهبود کیفیت نهایی سازه میشود.
- طراحی بر مبنای سطح عملکرد Immediate Occupancy طبق آییننامههای FEMA 356 و ASCE 41
- کنترل دقیق تغییرمکان نسبی طبقات (Story Drift)
- تأمین سختی جانبی بالا با سیستمهای مقاوم لرزهای مناسب
- هماهنگی کامل معماری و سازه جهت جانمایی تجهیزات پزشکی
- تأمین الزامات آییننامهای شامل مقررات ملی ساختمان، مبحث ۹، مبحث 10، مبحث ۲۱، آییننامه ۲۸۰۰ و AISC 341
نوع سیستم سازهای | نقاط قوت | ویژگیها |
قاب خمشی فولادی ویژه (SMRF) | مناسب برای معماری باز، اما سختی پایین | اتصالات گیردار، شکلپذیری بالا |
مهاربند هممحور ویژه (SCBF) | اجرای ساده، سختی بالا، شکلپذیری متوسط | بادبندهای قطری، مقاوم در برابر زلزله |
مهاربند خارج از مرکز (EBF) | جذب انرژی بالا، مناسب برای کنترل آسیب | دارای تیر پیوند، رفتار کنترلشده |
دیوار برشی فولادی (SPSW) | سختی و مقاومت جانبی بالا، اجرای تخصصی | صفحات فولادی نازک بین ستونها |
سیستمهای باربر جانبی مناسب برای ساختمانهای فولادی بیمارستانی
در بیمارستانها، انتخاب سیستم سازهای باید متناسب با اهمیت حیاتی بنا، عملکرد لرزهای ممتاز، و حداقل اختلال در عملکرد تأسیسات و فضاهای داخلی انجام شود. به همین دلیل، سیستمهای زیر در اسکلت فلزی این ساختمانها اولویت دارند:
- قاب خمشی ویژه: برای تأمین شکلپذیری بالا و تحمل تغییرمکانهای بزرگ بدون فروپاشی، قابهای خمشی ویژه در بسیاری از بیمارستانهای پیشرفته استفاده میشوند. این سیستمها قابلیت تحمل چند مرحله بارگذاری لرزهای شدید را دارند و با عملکرد چرخهای مطلوب، گزینه مناسبی برای سازههای با اهمیت ویژه بهشمار میآیند.
- مهاربند واگرا (EBF): بیمارستانهایی که به عملکرد لرزهای فوقالعاده نیاز دارند، معمولاً با EBF طراحی میشوند. بهدلیل وجود لینکهای قابل کنترل بین مهاربند و قاب، این سیستمها انرژی زیادی را جذب کرده و خرابی موضعی را محدود میکنند. EBF انتخاب رایج در پروژههایی با استانداردهای جهانی است.
- سیستم ترکیبی قاب خمشی + دیوار برشی فولادی: در سازههایی با ارتفاع بالا یا پلان نامتقارن، استفاده از ترکیب سیستمها مرسوم است. دیوارهای برشی فولادی با سختی بالا و شکلپذیری مناسب، به کنترل پیچش سازه در زلزله کمک میکنند و معمولاً در هسته آسانسور و پله بیمارستان تعبیه میشوند.
در تمام این سیستمها، توجه ویژهای به عملکرد پس از زلزله وجود دارد؛ بهعبارت دیگر، بیمارستان باید نهتنها سالم بماند، بلکه بلافاصله پس از زلزله نیز قادر به ارائه خدمات باشد.
بهکارگیری سیستمهای پیشرفته بادبندهای میراگر در سازههای فولادی بیمارستانی
در سالهای اخیر، استفاده از میراگرهای انرژی یا سیستمهای مستهلککننده ارتعاشات در کنار سیستمهای بادبندی متداول، به رویکردی پیشرفته در طراحی لرزهای بیمارستانها تبدیل شده است.
- دلایل استفاده از میراگرها در بیمارستانها:
- کاهش چشمگیر نیروی زلزله و تغییر مکانهای نسبی
- بهبود سطح عملکرد لرزهای سازه و اجزای غیرسازهای
- حفظ عملکرد تجهیزات حساس پزشکی پس از زلزله
- کاهش هزینه تعمیرات و افزایش تابآوری سازه
- انواع سیستمهای میراگر قابل استفاده:
- میراگرهای اصطکاکی (Friction Dampers): جذب انرژی از طریق لغزش کنترلشده صفحات
- میراگرهای ویسکوز (Viscous Dampers): کاهش نیروهای وابسته به سرعت، مناسب برای فرکانس بالا
- میراگرهای فلزی تسلیمشونده (Yielding Metallic Dampers): رفتار پلاستیک کنترلشده در زلزله
- سیستم EBF با تیر پیوند انرژیبر: جذب انرژی در ناحیه اتصال تیر به بادبند با قابلیت پیشبینی رفتار
- ملاحظات طراحی و آییننامهای استفاده از میراگرها
- تحلیل غیرخطی دینامیکی مطابق دستورالعملهای FEMA 440، ASCE 7-22 و ATC-40
- مدلسازی دقیق رفتار میراگر در نرمافزارهایی نظیر ETABS، Perform-3D، SAP2000
- کنترل تغییر مکان طبقات، برش پایه، و شکلپذیری اجزا
- رعایت جزئیات اجرایی دقیق در نصب میراگرها و اتصالات آنها
نمونههای موفق اجرایی در دنیا و ایران
- بیمارستان Stanford Medicineآمریکا: استفاده از EBF با میراگر در تیر پیوند
- بیمارستانهای ژاپن: ترکیب سیستمهای قاب و میراگرهای ویسکوز
- بیمارستان آتیه تهران: استفاده آزمایشی از میراگر فلزی در سازه اصلی
خدمات تخصصی شرکت در ساخت سازههای فلزی بیمارستانی
با توجه به الزامات ویژهای که در طراحی و اجرای سازههای بیمارستانی وجود دارد و حساسیت، پیچیدگی و استانداردهای بالای مورد نیاز در ساخت پروژههای بیمارستانی، همکاری با مجموعهای که دانش فنی، تعهد به کیفیت و تیم فنی و اجرایی مجرب و قابلاعتماد را توأمان داراست، اهمیت ویژهای مییابد.
شرکت آژینه سازان کاسپین با برخورداری از سالها تجربه در طراحی و اجرای سازههای فلزی، آمادگی کامل دارد تا در مسیر تحقق پروژههای بیمارستانی، نقشی مؤثر و مسئولانه ایفا کند.
ما در اجرای سازههای بیمارستانی، ضمن پایبندی کامل به مقررات ملی ساختمان، ضوابط ایمنی، الزامات بهداشتی و استانداردهای عملکردی، تلاش میکنیم تا راهکارهایی فنی، دقیق و متناسب با نوع کاربری ارائه دهیم. بهرهگیری از تیمهای مهندسی متخصص در حوزه سازه، کنترل پروژه و ایمنی، این امکان را فراهم ساخته است که پروژهها را با کیفیت بالا، در زمان مشخص و با هزینه بهینه تحویل دهیم.
از جمله خدمات کلیدی ما در این حوزه میتوان به طراحی مهندسی دقیق سازه فلزی، تأمین و ساخت اسکلت فلزی در کارخانه با تجهیزات بهروز و اجرای سریع و دقیق در محل پروژه اشاره کرد.
تجربه ما در پروژههای با کاربری خاص و توانایی در درک نیازهای بهرهبرداران، این امکان را فراهم کرده است که علاوه بر ارائه خدمات فنی، به عنوان مشاوری همراه در مسیر طراحی و اجرا نیز ایفای نقش کنیم. ما باور داریم که کیفیت نهایی یک سازه تنها حاصل مصالح و اتصالات نیست، بلکه نتیجه تلفیق هوشمندانهای از دانش، تعهد و تجربه است.
آژینه سازان کاسپین؛ تلفیقی هوشمندانه از دانش، تعهد و تجربه
با اتکا به این رویکرد، ما فراتر از یک سازنده، یک شریک مطمئن برای مشاوران، کارفرمایان و پیمانکاران اصلی هستیم که در پروژههای حیاتی بهدنبال کیفیت ساختاری، پایداری عملکردی و زمانبندی دقیق هستند. هر پروژه برای ما فرصتی است تا شعار مجموعهمان را عملی کنیم:



