摘要：随着社会经济的发展，我国的高层建筑越来越多，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。本文对此进行了分析研究。
关键词：高层建筑；不规则；结构；设计
引言
高层建筑对稳定性提出了更高要求，其平面布置应具有足够的规则性。当平面表现为不规则特性时，则会导致平面质量与刚度两大指标的中心不重合现象，严重时会引发结构扭转等问题，最终对结构形成破坏。在此背景下，工程人员必须注重平面不规则这一影响因素。
1高层建筑结构特征
高层建筑最为明显的特征就是高度较高，这使得建筑结构会受到水平、竖直等方向传来的荷载，且在抗震等级上也有着较高要求。对于高层建筑来说，中低档位置受到风力和荷载的影响相对较小，但是随着高度的增加，其受到风力和荷载的影响也将逐渐增大，进而产生一定的剪切力，在外界不良因素的影响下，导致建筑结构出现不同程度的位移，降低建筑安全性。所以在高层建筑结构设计中，需要综合考量多方面因素，以加强设计的合理性、科学性。
2高层建筑不规则结构形态分析
2.1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。
2.2竖向不规则
关于侧向刚度不规则的评判方法有：需选定上层相邻楼层，将其作为基本参照对象，对当前楼层的侧向刚度进行计算分析，若所得结果小于前者的70%，则可视为侧向刚度不规则；此外，若所得结果小于上之三层侧向刚度均值的80%，则也应视为侧向刚度不规则。但要注意的是，建筑顶层不允许算入其中。关于竖向侧抗力结构构件不连续的评判方法有：以水平转换构件为基础，当侧抗力结构表现出向下传递现象，同时楼层承载力出现突变时，则需将其视为不规则建筑。其基本特征有：相比于上一相邻楼层而言，当前层所对应的抗侧力结构剪切力不大于前者的80%。
2.3建筑体本身的不规则
建筑体本身的不规则现象也较为普遍，这类建筑体通常都存在建筑楼层质心分离的状况，这会让建筑体整体的刚度受到影响，并且直接影响到建筑体的抗震性能。这类问题的产生有很多导致原因，比如前期结构设计的不合理，或者是建筑材料和施工工艺的不合规等，都会让建筑体发生质心分离，并且导致刚度中心产生偏移现象，严重时会直接造成建筑体结构的扭转，使其呈现不规则状态。
3高层建筑不规则结构设计实施方法
3.1消防结构设计优化
首先，加强防火间距设计的合理性。防火间距的长短对于防火效果有着直接影响。对于高层建筑结构设计来说，防火间距要避免过长，以免阻碍应急处理措施的落实，降低防火效果。而防火间距过小则会造成费用的浪费及防火器材利用率低下等问题。针对不同形式的高层建筑，国家有相应的国定标准，必须严格执行。其次，安全疏散通道设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆安全疏散通道的设计要保证其合理性，且在条件允许情况下，尽可能保持2条以上的安全疏散通道，从而提高火灾发生时人员疏散效率，减少伤亡的产生。在安全疏散通道内还要设置排烟系统，隔绝浓烟侵袭。最后，按照高层建筑结构特征，设置防火层、防火墙等设施。
3.2高层框架的构造
对于第一种方式的建筑，其耗费的资源多、耗费的时间长，因而提出了高层框架结构的建筑方式。在很大程度上降低了筒状结构的缺点，不需要大量的模板，不需要耗费大量的人力物力财力对建筑进行养护。可以采用对组合版的使用，因为其的方便拆卸性，便可随意的拆卸，当下次再需要用的时候，在进行重新组合，节省了现场建设模板需要耗费的大量精力。
3.3合理控制相对偏心距
对于高层不规则建筑体而言，结构设计在实施的过程中需要就相对偏心距有合理控制。从相关实践证明来看，在这类建筑体中相对偏心距会直接随着建筑体扭矩的变化而变化，并且呈现一定的线性关系。在实际的操作和施工控制中，如果能够将那些不符合规范的平面设计做适当调整，这可以帮助更好的确定整个建筑体的质心与刚心。在这个基础上，可以进行非常明确的建筑体刚度的策略，一旦发现刚心和质心有较大的偏离，可以通过就建筑体构件的调试使用来做调整，以保障建筑体的稳定性与抗震性。
3.4提升建筑结构周边抗扭转构件的抗剪力
一般情况下，在进行不规则结构设计的时候，首先需要了解相关的建筑的抗震规范要求，然后根据建筑物的实际情况进行科学、合理的调整，其主要的目的是提升高层建筑结构周边抗扭转构件的抗剪力，从而可以促进抗剪强度的提高，该类方式可以有效提升在外力作用较大的情况下，高层建筑的抗压能力，从而避免外在建筑的破坏和损失。
3.5抗风结构设计优化
高层建筑由于高度较高，对风力的振动也较为敏感，所以在高层建筑结构设计中，需要对建筑的抗风性能进行充分考虑。高层建筑的高度会对风力产生一定的干扰，阻碍自然风的流动，进而改变流动和动能效应，对高层建筑产生动力何在。所以在设计过程中，设计人员需要先对高层建筑结构的材料予以检查，确保其抗压性能符合建筑要求，降低荷载压力对建筑结构的影响。当建筑周围的气流发生变化时，会受到建筑之间的间距、高度、数量等的影响而产生狭管效应，进而降低建筑结构质量。如果在建筑结构设计中，并未将这一情况考虑其中，势必会影响建筑结构的质量，威胁人们的生命安全。
4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。
结语
综上所述，在这个快速发展的现代化世界中，建筑行业久盛不衰而房地产事业的发展离不开建筑行业。对于高层建筑事业，更是一项更为复杂的工程，在目前这种建筑快速发展的时期，我们只有通过对细节的优化，才能提高高层建筑技艺。同时在结构施工的过程中应加强与现代化建设的理念的契合度。在完成现代化建设的目标下，不断改进与提高，达成稳步前进的目标。
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论文作者:王伟林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：不规则论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第27期论文;