哈尔滨工业大学建筑设计研究院 黑龙江哈尔滨 150090
摘要：就目前来说，很多高层建筑结构往往表现为不规则性，这不仅会影响整个城市的美观，还会影响城市的经济发展，因此一定要规范高层建筑结构设计，使其整体具有一定的分布规则。本文主要分析探讨了关于高层建筑结构设计不规则性的研究和应用。
关键词：高层建筑 结构设计 不规则性 应用
在保证建筑功能完善，结构体系合理的同时，应彰显建筑的个性和美感，因此，进行高层建筑设计时，可融入不对称结构以及不规则结构设计。例如，在高层建筑中，加入不规则设计元素，使建筑高低错落有致，凸凹大小不一，一扫建筑的平庸与呆板，增强建筑的浪漫与灵动，使人耳目一新，眼前一亮。如北京的鸟巢建筑是不规则设计的精美之作。然而，要实现不规则设计，并非易事，需要调动建筑师的灵感与智慧，并进行多次计算复核。
1 高层建筑结构设计不规则的优缺点
一般来说，高层建筑指的是建筑高度大于27米的住宅或建筑高度大于24米的仓库及其他民用建筑。随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，对于建筑美的要求越来越严格，越来越多样。很多建筑结构设计师受人们群众审美以及国外现代建筑风格的影响，建筑设计方案更加倾向于后现代的不规则风格，甚至完全摒弃对称、统一、规则的古典建筑结构，追求个性化、新颖别致、另类、甚至凌乱的建筑结构设计风格。这些不规则的高层建筑结构能够体现整个城市的现代社会面貌，体现各个城市的与众不同，给人们带来了新颖别致的视觉盛宴，满足了人们对现代精神文明的追求。但这种不规则的高层建筑结构，不仅会增加结构设计的难度，还会增加施工的难度及施工成本。一些不规则的建筑结构甚至会出现一些应力集中部位，当其受到较大水平力的时候会使整个建筑遭到破坏。此外，一些不规则的建筑结构还会产生较大的扭转力，影响整个建筑的稳定性。
2 现代高层建筑中不规则建筑结构的特点
2.1 平面不规则性
在平面不规则类型中主要分扭转不规则、凹凸不规则和楼板局部不连续：一是扭转不规则主要表现在每一层楼的最大弹性水平移是该栋楼楼层两端水平移平均值的1.2 倍，或者最大层间移位是该楼层的两端的层间移位平均值的1.2倍；二是凹凸不规则类型主要是以建筑结构面凹进一侧的尺寸大于实际投影方向上总尺寸的30%为准；三是楼板局部不规则主要以楼板尺寸以及平面刚度发生的急剧变化为判断标准。
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2.2 竖向不规则性
建筑不规则整体结构除平面不规则外还包括竖向不规则类型，而竖向不规则中主要分为以下几种：一是侧向刚度不规则以该楼层的侧向刚度值小于与其相邻上一楼层的70%，或者小于该楼层以上相邻的三个楼层侧向刚度平均值的80%，除掉顶层外的楼层布局收进的水平向尺度大于与其相邻下一层的25% 为判断依据；二是竖向抗侧力不规则以竖直方向上的抗侧力产生的内力通过水平的转换构建而向下传递为依据；三是楼层承载力突变以层间的抗侧力结构受剪程度小于上一层的受剪程度的80%为判断标准；四是楼层间质量突变以楼层质量大于相邻的下一楼层质量的1.5倍为判断标准。
3 高层建筑设计中不规则结构应用
从当前我国高层建筑不规则结构的应用情况来看，高层建筑的不规则部位更容易受到外力的损害，因此，高层建筑不规则结构的设计要完善主体结构，而在建筑的结构设计中，主要依靠柱、墙、板、梁、楼梯等结构元素完成建筑结构设计，因此，在高层建筑结构设计中，要保证建筑结构的完整性，利用概念设计的方式确定具体的结构方案，确保建筑结构的合理性。
3.1 增加建筑抗侧刚度
高层建筑的不规则设计与实际施工不可避免地会出现一些差异，因此，在对高层建筑进行不规则设计时，需要提高建筑的抗侧刚度与抗扭刚度，根据工程概况适当增加剪力墙面积，从而提高建筑结构的稳定性，或通过增加剪力墙厚度的方式使建筑结构的稳定性得到有效保证。除此之外，距离建筑物刚度中心较远的剪力墙也是影响结构稳定性的重要因素，在进行高层建筑不规则性结构设计时，也要注意该监理墙设计的合理性。
3.2 适当调整偏心距
在高层建筑不规则设计中，偏心距是一个重要因素，对建筑的质量有重要的影响。偏心距的测算需要依据其测算公式，根据受压构件的偏心测算原理，测算实际施工时的偏心距，并结合测算结果，对偏心距进行适当的调整，从而优化建筑的整体结构，同时对高层建筑的平面分布进行合理的调整，并使建筑结构的安全性与稳定性得到保证。
3.3 依据科学建立防震缝
在实际的工程设计过程中，设计师们经常会碰见空间与平面形体复杂的高层建筑图纸，在诸多条件的制约下，很难将这种复杂的结构设计成有规划的整体，对于此类现象就需要建立一些防震缝来保证工程的质量。另外应用防震缝有利于将房屋分成若干形式简单，结构刚度均匀分布的独立部分，以此减轻因相邻建筑由地震造成的碰撞，进而导致房屋的破坏。同时在建立防震缝时需要注意的两点：一是如果建立防震缝两侧的设施不同或抗震力不同，需要按照抗震力弱的一方进行设置；二是如果出现邻近建筑物沉降值超出限值的情况，需要建立相应的沉降防震缝。
3.4 科学规划不规则部件，并做好降震措施
在高层建筑不规则设计的施工过程中，会遇到各种影响因素，为尽量避免客观因素的影响，需要在设计环节对这些影响因素进行综合考虑，并做好合理的规划，为施工提供便利。此外，在施工中，可以通过一些防震措施降低施工风险，例如，在高层建筑周围设置防震缝，通过防震缝缓解地震力对房屋的冲击，起到对建筑的保护作用。
4 结语
综上所述，高层建筑结构不规则设计已成为现代建筑设计与发展的趋势，不规则设计不仅能凸显建筑的特色，还能起到美化城市的作用，但是在追求建筑艺术性的同时，仍要重视建筑的质量，进而提升建筑的舒适性与安全性。
参考文献
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[2]论不规则性在高层建筑结构设计中的运用[J].何礼达.?河南科技.2010（14）
[3]某不规则高层建筑结构抗震方案设计[J].王秀文.?城市建设理论研究（电子版）.2017（35）
作者简介：孙雨洋（1988.05-），男，汉族，毕业于哈尔滨工业大学，结构工程专业，硕士研究生，工程师，主要从事结构设计等工作。
论文作者:孙雨洋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/6
标签：不规则论文; 高层建筑论文; 建筑结构论文; 建筑论文; 规则性论文; 结构设计论文; 刚度论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;