生物安全實(shí)驗(yàn)室的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007的有關(guān)規(guī)定。三級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室抗震設(shè)防類(lèi)別宜按特殊設(shè)防類(lèi)，四級(jí)的則應(yīng)按特殊設(shè)防類(lèi)。
一、現(xiàn)澆鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)
作為最高級(jí)別防護(hù)的四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室的結(jié)構(gòu)形式大部分是現(xiàn)澆鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體；少數(shù)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體采用預(yù)制混凝土砌塊；另外，部分實(shí)驗(yàn)室采用了鋼筋混凝土和鋼組合結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)的四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室相對(duì)采用較為廣泛，同時(shí)也是《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》GB 50346-2011 推薦選用的結(jié)構(gòu)形式。
一般都將第一層廢棄物處理層做成地下室，首層為核心實(shí)驗(yàn)室，頂層為空氣處理機(jī)房。實(shí)驗(yàn)室建筑平面布局較為規(guī)范，大都是規(guī)則的矩形平面，平面體型規(guī)則。設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)或較有爭(zhēng)議的部分是結(jié)構(gòu)的豎向不規(guī)則問(wèn)題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的使用功能布置：
（1）底層廢棄物處理用房為大空間空曠用房。
（2）首層實(shí)驗(yàn)室部分為小開(kāi)間多隔墻布置，而且墻體不到頂，一般做到2.7m標(biāo)高處的硬吊頂部位，如果本層全部為實(shí)驗(yàn)用房，即形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)層。
（3）頂層空氣處理機(jī)房是大空間、大層高結(jié)構(gòu)。
（4）結(jié)構(gòu)層高沿豎向變化較大，首層多墻體布置，與上、下層的大空間相比較，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度沿豎向形成突變，首層墻體大多數(shù)不落地，豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，建筑物形體為特別不規(guī)則建筑。
對(duì)于四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室這樣的重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)建筑，首先應(yīng)當(dāng)選取建筑形體規(guī)則、有利于抗震的結(jié)構(gòu)形式，要想調(diào)整建筑物的豎向剛度分布，首先要合理定義首層實(shí)驗(yàn)室圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體對(duì)整個(gè)建筑物側(cè)向剛度的影響。對(duì)首層現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體的作用及結(jié)構(gòu)計(jì)算模型存在以下兩種意見(jiàn)：
1、首層現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體按抗震墻考慮
根據(jù)使用功能要求，地下設(shè)備間為大空間結(jié)構(gòu)，上部混凝土墻體落地會(huì)嚴(yán)重影響其使用功能，即使將局部幾道墻體延伸至地下，也做不到墻體全部落地，這樣就形成了部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)?！督ㄖ乖O(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于框支剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定如下：矩形平面的部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)，其框支層的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰非框支層樓層側(cè)向剛度的50%；框支層落地抗震墻間距不宜大于 24m，框支層的平面布置宜對(duì)稱，且宜設(shè)抗震簡(jiǎn)體：底層框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩，不應(yīng)大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的 50%。根據(jù)已經(jīng)完成設(shè)計(jì)的兩個(gè)四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室 (3個(gè)結(jié)構(gòu)單元)，其計(jì)算結(jié)果不能滿足上述規(guī)定而且框支抗震墻結(jié)構(gòu)本身就不是一種抗震有利的結(jié)構(gòu)形式，規(guī)范規(guī)定：普通設(shè)防類(lèi)建筑在8度區(qū)24m以上及 9 度區(qū)不允許采用部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)，針對(duì)四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室這樣的特殊設(shè)防類(lèi)建筑更需要從嚴(yán)控制，謹(jǐn)慎采用。
2、首層現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體按填充墻考慮
將墻體與主體結(jié)構(gòu)之間采用柔性連接，即墻體側(cè)向與框架柱之間預(yù)留一定寬度的縫隙，用橡膠或其他柔性材料填充，主體結(jié)構(gòu)按純框架結(jié)構(gòu)考慮，其受力體系明確、計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求，但是理論上的柔性連接是否可以真正實(shí)現(xiàn)? 墻體與框架柱之間的預(yù)留縫隙寬度如何精確確定?同時(shí)，每道墻兩邊及墻與墻之間大量的預(yù)留縫隙與實(shí)驗(yàn)室圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體的密封性要求有很大的矛盾，大量縫隙的封堵必將帶來(lái)建筑成本及使用過(guò)程中維護(hù)成本的大幅增加，同時(shí)空氣泄漏的幾率也隨之加大。
二、鋼筋混凝土和型鋼組合結(jié)構(gòu)
采用鋼筋混凝土和型鋼組合結(jié)構(gòu)的四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室所示，具體結(jié)構(gòu)形式為：
1、首層設(shè)備用房為鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)。
2、二層實(shí)驗(yàn)室為鋼筋混凝土加架梁的框架結(jié)構(gòu)。
3、三層為鋼架結(jié)構(gòu)。
4、為保護(hù)屋面上的設(shè)備，又做了第四層，為輕型門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)，彩鋼板屋面。
5、核心實(shí)驗(yàn)區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體采用雙層不銹鋼復(fù)合板。
這樣的結(jié)構(gòu)形式同樣也是結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度變化較大，但從概念上分析，結(jié)構(gòu)剛度是自下而上由剛到柔，逐漸遞減。這是“盒中盒”的設(shè)計(jì)理念。
核心實(shí)驗(yàn)案的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體采用鋼板結(jié)構(gòu)，可靠地解決了實(shí)驗(yàn)室對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體的封性要求，同時(shí)削弱了分布密集的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體對(duì)建筑物整體剛度的影響，然而作為一個(gè)整體的工程設(shè)計(jì)，位于核心區(qū)的由鋼板組合而成的實(shí)驗(yàn)室用房尚應(yīng)有一定量的工作要講一步落實(shí)，例如，鋼板組合結(jié)構(gòu)與主體建筑物的連接節(jié)點(diǎn)做法；鋼板與鋼板之間的接以及鋼板自身的強(qiáng)度保證等。此類(lèi)問(wèn)題不宜按照普通工程的設(shè)計(jì)思路，由建筑專(zhuān)業(yè)采用標(biāo)準(zhǔn)做法，而是應(yīng)該根據(jù)具體工程通過(guò)計(jì)算或?qū)嶒?yàn)研究確定，應(yīng)保證與主體構(gòu)的協(xié)同一致。