摘要：随着社会经济的发展，我国的高层建筑越来越多，高层建筑中的不规则现象极为常见。在建筑体型多样化的同时应保障结构的抗震、抗风安全性。本文首先简单陈述现代建筑中不规则建筑的结构特点和发展现状，继而研究提高不规则高层结构抗震性能的主要措施，通过本文的分析希望能够为建筑设计师和结构师提供有效参考。
关键词：平面不规则性；结构刚度；结构强度
引言
社会不断进步于无形之中促进诸多企业健康发展，其中给建筑行业带来的影响最为明显。伴随着当前城市土地的开发与利用，为了能够使土地资源得以有效节约，高层建筑工程数量正在不断增加，并且使用不规则结构的情况也呈直线上升。所以笔者就对其不规则结构的现状进行分析，并提出了与之相关的结构设计措施。
1高层建筑不规则性含义及其特点
不管是从全方位造型上还是在建筑的形象上，不规则性和对称规则的高层建筑之间都存在较大的差异。由于外部不可抗拒因素的影响，比如施工条件、周围环境、以及设计因素等，通常情况下建筑体很难做到绝对规则或者对称，出现不对称或者不规则才是正常现象。建筑物不规则性的表现形式有很多，概括起来有下面几点：在竖直方向上建筑物的刚度出现上不连续现象、建筑物局部楼板出现不连续想象、平面设计出现不规则现象。众所周知，和规则性高层建筑相比较而言不规则性高层建筑对于建筑本身的要求会更高，比如主题结构、电气配线分区、设备管线、材料抗压变形以及内部用料等，上述各方面对于外部因素变化造成的影响应该有更好的适应性。在具体操作的过程当中，首先应该对建筑结构不规则的位置进行准确的判断，只有这样才可以有针对性的制定建筑结构方案，从而确保整个建筑的安全性以及稳定性。通常请况下，不规则建筑会导致建筑结构在水平方向上出现偏心侧力，该力的作用下使得建筑材料出现不同程度的扭转变形。从上述的分析可以知道，为确保高层建筑具备足够的抗侧力，其施工成本必然会比普通建筑高很多。另外一方面，对高层建筑进行不规则性设计会对建筑的位移比的控制以及结构布局等产生重大影响，所以，在设计高层建筑的过程中，必须综合分析考虑有可能会对高层建筑结构设计产生影响的所有因素。
2不规则建筑的发展现状
随着中国城市化步伐加快，城市的建筑水平不断提高，越来越多的建筑设计师在进行建筑设计的过程中，加入了创新的设计理念，采用了更加新颖的建筑体型和建筑平面。因而不对称、不规则的高层建筑的数量不断涌现，建筑结构日益复杂。大众对丰富多样的高层建筑带来的视觉冲击赞叹不已，但是对结构抗震性能的重视程度却相对滞后。不规则建筑与体型规则的建筑相比，抗震性能较为脆弱，若不采取有效的抗震设计，在发生强烈地震时，将有可能给人们带来严重的生命威胁。因此必须要从根本上提高不规则建筑的抗震性能，在保证建筑美观的同时，提高结构承载力，从而推动国家建筑行业的全面发展。
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3加强不规则设计合理性方法以及实践
据相关资料显示，不规则性结构高层建筑很容易受到地震破坏，并且随着进一步研究发现，扭转效应给高层建筑结构造成的危害非常大，因此在具体工程当中必须要对扭转效应进行科学限制，除此之外还应该合理设计高层建筑不规则结构。
3.1降低建筑结构偏心距
建筑结构如果存在偏心距会在一定成程度上影响高层建筑的质量，所以，在设计的时候就应该尽可能的降低建筑结构偏心距，从源头上消除不利因素，以此来保证整个建筑的安全稳定。通常情况下，为使得建筑结构中的扭转效应得到有效的改善，最好的措施就是对建筑的整体布局进行合理调整，尽可能降低楼层的位移比，减小质心和刚心之间的距离，可以有效提升建筑的稳定性。具体降低偏心距的措施有：首先计算分析建筑结构，在此基础上适当的调整建筑结构中的不规则平面布局，然后再对调整后的建筑机构进行计算分析，对其进行准确验算，保证所得数据万无一失。建筑的质心和刚心可以通过上述的计算来确定，此外，通过计算能够详细且准确的掌握建筑结构刚度分布状况，在此基础上再对抗侧力结构构件作出适当调整，进一步提升高层建筑的稳定性。
3.2提高高层建筑结构抗侧、抗扭刚度
提高建筑结构的抗侧刚度，特别是薄弱层的抗侧移刚度，有助于改善结构抗水平力的性能，在保证周期比满足规范要求的前提下，适当加强楼电梯间刚度，对电梯井采用全混凝土筒体，可以减小凹凸不规则及楼板不连续带来的楼板削弱，在楼层内有效传递水平力。同时应加强结构抗扭刚度，可以在建筑外围增加剪力墙或者做成高连梁，使得结构扭转在较高振型出现扭转，较好满足周期比要求。以作者设计的某住宅项目，建筑体型为“Y”字形，核心区域为楼电梯间，存在楼板凹凸不规则、楼板局部不连续两项不规则项。最后通过设置全混凝土电梯井及周边窗台梁上翻加高的形式，达到了很好的效果，获得了甲方高度肯定。
3.3有效加强抗震设置
因为高层建筑不规则性结构设计往往具备一定的复杂性，所以在实际设计当中采取平面不规则结构设计模式。而高层建筑结构设计，因为其本身的特殊性，就一定要对抗震缝进行合理运用，从而使没有规则性可言的平面可以细致划分成较为规则的结构。同时对不规则结构的建筑抗震缝的有效设置，还能够在一定意义上使建筑结构稳定性得以增加。基于此种情况，为了能够保证高层建筑结构不规则性结构设计得广大民众的认可，相关人员在设计时就必须要从事实角度出发，对高层建筑设计不规则性结构的具体情况进行透彻分析，从而得出科学的结构设计，保证建筑工程质量可以得到有效提升。
3.4提升不规则结构周边抗扭构件抗剪力
在地震双向水平作用条件下，高层建筑的整体结构会发生一定程度的变形，如果该变形尚且处于弹性时期，那么还能够恢复正常，建筑的整体形状不会出现改变，但是如果该变形进入了非弹性时期，那么该部分变形将无法恢复，也就是说建筑的整体形状发生了改变，这必将引起偏心问题。因此，为了保证建筑在地震情况下不出现偏心问题，相关设计人员在设计的时候应该综合考虑建筑抗震规范以及建筑抗震性能等问题，适当的提升不规则结构周边抗扭构件抗剪力，以确保地震作用下建筑部出现形状改变，使得不规则建筑的整体刚度得以强化。
3.5科学增加高层建筑防震缝
在实际的建筑工程设计过程中，设计人员经常需要面对平面较为复杂的高层建筑体型，由于不规则建筑的抗震性能差，震害较大，可以通过设置定量的防震缝，将不规则建筑划分为多个体型规则的抗震单元，以保证工程的整体抗震安全性。比如，可以利用防震缝将组合型平面分成规则、简单的独立空间，从而有效减轻了地震可能造成的碰撞，降低了出现房屋破坏的情况。同时，可以根据建筑中不利一侧的结构，来设计防震缝的具体宽度，如果发现两个距离较近的建筑的结构基础沉降值较大，就可以将防震缝兼作沉降缝使用。
结语
综上所述，经济发展必然带来全新的建筑设计理念，在创新发展多类型建筑结构的同时，对结构不规则的设计验算应得到有效保证。提高这些不规则建筑抗震性能，可通过减小建筑的相对偏心距、调整结构刚度及对超限建筑进行超限审查等方法，从而在保证建筑外部美观的同时，提高建筑本身的结构强度，保障人们的生命和财产安全。
参考文献
[1]袁誉平.竖向不规则高层建筑结构抗震性能分析[D].西安建筑科技大学，2017.
[2]高 猛.某平面不规则高层结构抗震性能分析[D].安徽建筑大学，2016.
[3]蔡静敏.某超限高层建筑结构抗震超限设计与分析[D].华南理工大学，2016.
论文作者:王浩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/3
标签：建筑论文; 不规则论文; 结构论文; 规则性论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;