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摘要：随着社会的发展和时代的不断推进，人们对于建筑的要求也在不断攀升。这也是近年来我们会看到越来越多性能丰富、构造特异的建筑体产生，且很多城市中不断有摩天大楼参数的原因。这些高层建筑及不规则的结构设计在满足人们视觉需求的同时，也极大增高了建筑结构设计的难度，并且使得建筑体的抗震性及安全稳定性更难得到有效保障。对于高层不规则建筑的结构设计中有很多值得注意的技术要点，采取的结构设计方法和理念也非常重要。有效的结构设计不仅能够让高层不规则建筑体良好实施，这也是让这类建筑有更好的使用性能，并且充分保障建筑体安全稳定性的方法。
关键词：高层建筑；不规则；结构；设计
城镇规划建设中越来越多的采用高层建筑，而在高层建筑中，不规则结构明显增加，这对结构设计提出了更高的要求，需要在明确不规则结构特点的基础上，采取合理可行的设计方法。高层建筑及不规则的结构设计在满足人们视觉需求的同时，也极大增高了建筑结构设计的难度，并且使得建筑体的抗震性及安全稳定性更难得到有效保障。对于高层不规则建筑的结构设计中有很多值得注意的技术要点，采取的结构设计方法和理念也非常重要。
1高层建筑不规则结构形态分析
1.1平面内的不规则结构
平面内不规则结构设计有几种典型体现方式，首先会看到的是扭转不规则高层建筑结构。这类建筑体是指建筑每层自身的最大弹性水平位移大于楼层两端的弹性水平位移平均值的1.2倍。其进行判断的标准是单向偶然偏心地震作用下的位移比大于1.2倍。我们还会看到凹凸不规则高层建筑结构，这类建筑体通常指是指平面太过狭窄、太长，凹进去太多，凸出来的又太细等。凹凸不规则高层建筑结构判断标准是，在阳光下，建筑结构平面凹进去的尺寸大于投影方向尺寸的30%。还有一些其他的平面内不规则结构形态，这些结构类型在目前越来越普遍，也让结构设计中有更多潜在问题需要得到良好处理与解决。
1.2垂直方向的不规则结构
垂直方向的不规则结构主要分两种，首先会普遍看到的是侧向刚度不规则建筑结构，是指除建筑顶层，整个建筑楼层的侧向刚度值大小和相邻上一楼层的侧向刚度值大小进行比较，小于70%。与楼层以上相邻三个楼层侧向刚度平均值的大小进行比较，小于80%。楼层局部收进的水平向尺寸和相邻下一层进行比较，大于25%。还有竖向抗侧力构件不连续建筑结构，通常指竖向构件位置缩进大于25%，或外挑大于10%和4m，或上下墙、柱、支撑不连续，含加强层和连体类等。进行判断的标准是竖直方向上的抗侧力构件内力能够通过水平转换成竖向构件向下传递。
1.3超规范结构
主要包含三种：①超高结构，即结构的高度超出规范允许的最大高度；②超限结构，即结构的限值超出规范允许的最大限值；③新型结构，即运用新技术、材料或工艺施工而成的结构，这种结构通常规范都没有提及。对于超规范结构，因其限值超出规范允许，或与规范的规定相违背，或根本没有规范条文，也没有经验可以借鉴，所以无论平面或立面的设计布置是否达到规则，均属于不规则结构，在设计中严格审查，保证设计合理性。
2高层建筑不规则结构设计实施方法
不规则结构产生原因涉及多个方面，如几何形状发生明显变化、传递荷载的路径被中断、刚度与承载力产生不连续变化、在楼板或墙体上进行开洞使控制部位被分解、构件截面尺寸严重超出常规、结构缺角、赘余度不足、结构变形形态发生变化。如果结构不规则，则其地震反映将变得十分复杂，所以应高度重视其抗震设计，以地震灾害及相关经验为依据，对结构进行合理的总体布置，并结合不规则程度，运用适宜的计算及分析方式，同时针对可能产生的薄弱环节，制定行之有效的对策，保证结构的抗震性能。
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2.1设计方案的优化
当条件允许时，采用受力明确且规则、对称的结构方案，严重不规则方案尽可能不采用，这样能对不规则性予以有效控制。如果结构计算无法满足规范，尤其是误差较大的情况下，不可只对计算参数进行调整，或对地震剪力予以放大，而是要先对设计方案进行适当的修改，以此从本质上提高不规则结构自身抗震水平，其具体内容包括：（1）对结构方案进行调整，提高结构的抗扭刚度，避免结构平面布置产生不规则性，从而防止偏心距的产生。（2）对于平面上的凹凸结构，可通过防震缝的布置来提供支撑，以此形成若干规则性良好的抗侧力单元。（3）对于楼板不连续的情况，可通过拉板及拉梁等设置尽可能减少不连续。（4）当结构在楼层上的承载力与刚度发生突变时，需要对设计进行改进，以尽可能减小不规则程度。
2.2正确选择计算分析方式
在第一阶段设计过程中，先假定结构或构件为弹性工作，对于内力与变形，可借助线性动力、静力来设计。目前比较常用的分析方式包括以下几种：①底部剪力法，在规则多层结构中较为适用；②振型分解反应谱法，它将SATWE作为核心，在规则多层与高层结构中较为适用；③弹性时程分析，在Ⅶ~Ⅸ度设防的A类高层结构中适用，也可用于特殊的高层结构。
2.3有效设置防震缝
在处理高层不规则建筑的结构设计时，首先可以透过防震缝的合理布设来提升结构稳定性。一般来说，高层不规则建筑通常有非常复杂的平面设计，由于不规则结构的设计需求，使得规则的平面结构设计无法使用。在这样的背景下，可以合理设置防震缝来将建筑体的结构进行拆分，将整个建筑体分成若干个独立结构单元。这可以很大程度化解不规则建筑平面结构中存在的问题，能够让建筑体的稳定性有更好的保障。
2.4对于扭转刚度与抗震刚度的有效调整
对于高层不规则建筑体，其主体结构会有更高的发散扭转效应的可能，这种扭转效应会和建筑体自身的震动周期之间存在一定的现行关系。因此，在控制高层不规则建筑体发生扭转形变，以及降低由于这部分作用力带来的潜在危险时，可以通过合理控制建筑体的震动周期来实现。这一方法已经在很多实际工程的展开中得到了验证，且效果非常明显。由此可见，在针对高层不规则建筑进行结构设计时要多从技术层面找突破口，这样才能让各种潜在问题得到更好的解决。
3高层建筑不规则结构发展趋势
在目前的很多大中城市中，我们可以看到越来越多的高层和超高层建筑体，不仅如此，这些建筑体在结构和构造上也在逐渐趋于不规则形态，这类高层不规则建筑已经越来越普遍。这样的建筑体在满足人们视觉需求及对于个性化的追求的同时，在结构设计和实施上也提出了更高要求。结构设计师要从项目的实际情况出发，结合一些关键问题利用技术手段寻求突破，让高层不规则建筑的性能得到发挥，同时，让其稳定性和抗震性也得到有效保障。
4结语
综上所述，在当前的建筑工程建设与发展过程中，不规则结构无法避免，也正是由于不规则的结构，才为人们创造出万千变化的居住环境。基于此，对于不规则结构而言，不可单纯的排斥，而是要做到趋利避害和因势利导。首先，正确领会相关规范的要求，根据工程具体情况，对设计方案予以不断优化，选取适宜的计算方式与参数，深入分析薄弱部位，采取有效的抗震措施，以此从根本上解决不规则结构一系列问题。
参考文献
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[3]唐学红.高层建筑不规则结构设计的应用研究[J].工程建设与设计，2019（2）：17-18.
论文作者:贡人非 王雅新
论文发表刊物:《城镇建设》2020年 1期
论文发表时间:2020/3/17
标签：不规则论文; 结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 高层论文; 刚度论文; 高层建筑论文; 《城镇建设》2020年 1期论文;