【摘 要】在高层建筑结构设计中，受到设计方式的影响，其结构往往体现出一定不规则性。为提高高层建筑整体美感，应当对结构设计不规则性进行合理应用，本文就此进行简要分析，以促进高层建筑结构设计水平的提升。
【关键词】高层建筑；结构设计；不规则性；应用
高层建筑结构设计过程中，地理环境、气候特点等要素对会对结构设计效果产生一定影响，为进一步满足高层建筑需求，提高社会群体对建筑的满意度，应当合理运用不规则性结构设计方式，通过平面布局、水平受力以及竖直受力等方式的协调配合，改善高层建筑整体结构的稳定性和美观性。若不规则性应用不当，极易降低高层建筑整体结构的作用力，降低高层建筑使用性能，因此加大力度探讨高层建筑结构设计不规则性的实际应用情况，具有一定现实意义。
一、高层建筑结构中不规则性发展的现状
当前社会经济发展形势下，城市化进程不断加快，社会群体对高层建筑的功能需求也不断提高，推进了建筑行业的现代化发展。为进一步满足城市发展需求，提高市场占有率，高层建筑结构设计转变了以往对称、规则的设计理念，逐渐将不规则性设计方式运用于高层建筑结构设计中，此种情况下，高层建筑结构设计面临着新的机遇和挑战。
二、高层建筑结构设计不规则的特点和形式
由于社会经济的不断发展，人们的基本生活需求已经得到满足。
因此，人们追求更高层次的需求，其中最重要的方面就是对建筑结构的需求。通常情况下，建筑结构都以对称的结构为主，这种设计缺乏了一定的新意，因此，不规则的建筑结构就受到了设计师们的青睐。
这也是对设计方式的创新。对于设计师来说，设计是一门艺术，要赋予一定的美感，建筑的美首先表现在结构的设计上。因此，不规则的建筑结构应运而生。这种结构得到了人们的普遍关注，在城市的建筑中应用范围较广，逐渐成为现如今建筑结构设计的重要趋势。
不规则性的建筑结构虽然能够给人带来一定的美感，满足了人们的审美需求，但是这种结构在设计的过程中给设计师们带来了较大的难题，对于一些不平整的部位或者是楼板的间断性等问题，都需要进一步解决。最重要的是，建筑结构在满足一定美观性的基础上，需要对质量提出一定的要求。但是这种结构方式很难做到这一点。另外，不规则建筑结构所用成本也相对较高，增加了工程的造价。
三、高层建筑结构存在不规则的种类
（一）平面不规则。所谓的平面不规则首先是平面的扭转程度不规则，主要是在设计的过程中，各个楼层中的层面最大位移远远高出了平均位移，这种情况下就会产生平面不规整的问题。其次就是凸凹程度不规则，衡量的方式主要是按照凹陷的长度和总体长度之间的比例来完成。最后，楼板局部也会出现不连接的问题。对这一点进行控制主要是看楼板的长度或者是平面的强度等是否出现较大幅度的波动现象。
（二）竖向不规则的类型。对于竖向不规则来说，其表现的方式较广，主要是侧向刚度不规则或者是结构的抗侧力、承载力、重力等等因素。对于侧向刚度来说，其参数不能超过楼板的十分之七。另外，抗侧力分布不均也是影响结构不规则的重要因素，因为，结构的受力情况，主要是依据相关的设施来进行力的传递的。楼层的承载力如果出现较大幅度的变化，也增加了抗测力结构的受剪程度。
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四、高层建筑结构设计不规则形的应用
就高层建筑不规则结构投入使用的实际情况来看，在地震等自然灾害的作用下，建筑结构不规则部位极易受到损害，并且随着刚度作用的不断增大，高层建筑结构受损情况比较严重。为促进此类问题的有效解决，提高高层建筑结构的稳定性，应当从以下几方面入手：
（一）在高层建筑结构设计过程中充分做好不规则结构设计工作，完善主体结构，将平面结构进行规则分布，并保证平面结构处于良好的对称状态，全面提高高层建筑结构空间的稳定性，最大程度上降低建筑结构的扭转性，应当依据高层建筑结构设计方案控制扭转刚度值，控制好高层建筑结构的相对偏心距参数值，改善平面结构分布情况，明确高层建筑结构中心和刚度中心的具体位置，最大程度上减少建筑结构的抗扭刚度。
（二）改进高层建筑结构抗侧刚度与抗扭刚度大小。由于高层建筑主体结构的扭转效应与结构自我震动周期的平方值之间存在密切的联系，通过计算可知，这种关系为线性函数关系。因此在高层建筑结构不规则性设计时，应当控制好高层建筑结构自我诊断的周期，改善主体结构的扭转效应，切实提高高层建筑主体结构的稳定性。在高层建筑剪力墙设计过程中，应当结合实际情况对墙体长度或厚度进行合理调整，改善高层建筑主体结构的抗扭刚度。为有效降低高层建筑主体结构的自我震动周期，改善主体抗扭刚度，可以在高层建筑结构边缘位置设置高度适宜的柱梁，并调整边缘连梁的刚度值大小。
（三）强化主体结构边缘构件的抗剪强度。在高层建筑结构设计中，若仅仅对建筑主体结构进行协调分布，并不能够取得理想的设计效果，一旦受到额外作用力，高层建筑主体结构会受到严重破坏，并且这种破坏是不可逆的。此种情况下，应当积极采取有效措施对不规则性进行合理应用法，切实提高主体结构的稳定性和可靠性。实践研究表明，有规则的主体结构形式在多重地震作用下也会由于变形而出现偏心问题，为强化高层建筑主体结构的抗震性能，应当适度调整建筑结构形式，强化主体结构边缘构件的抗剪强度，增强建筑主体结构的稳定性，即便受到额外作用力，也能够通过自身弹性而恢复正常状态，从而减少高层建筑的安全隐患。
(四)对防震缝进行合理设置。高层建筑结构设计具有复杂性和特殊性，在多种因素的影响和制约下，难以将建筑结构设计为规则性强的整体，因此应当合理设置防震缝，加强高层建筑工程质量控制，降低高层建筑投入使用后的安全隐患。这就要求在建立防震缝的过程中，若防震缝两侧设施不相同或地震抗力不同，则应当以防震缝不利的一侧建立防震缝。一旦高层建筑附近沉降量超限，应当建立沉降的防震缝，以提高防震缝设置的有效性，保障高层建筑结构不规则性设计的科学性和合理性。
（五）建筑结构设计中的偏心距减小。科学研究表明在一定条件下，高层建筑物结构设计中的偏心距和扭转效应呈线性关系，那么可以控制建筑物结构在平面上的布置，让其设计结构的刚心与质心最大程度的接近，这样就能有效的减小楼层之间的位移比，进而改善建筑物内部结构中的扭转效应。在工程实际的设计过程中，为了使结构偏心距尽量减小，首先就要进行准确的初步计算，在找到结构的刚心和质心后加以分析，并调整整个建筑结构在平面布置上的不对称和不规则性，与此同时，还要运用有关数据和条件，加之实践经验来判断出建筑物平面结构的实际刚度分布，以便能够有效增减偏离质心的抗侧力结构构件。
五、结束语
为促进不规则性在高层建筑结构设计中的有效应用，设计人员应当充分认知到不规则性对高层建筑结构的潜在影响，运用现代化的设计技术，控制好不规则性对高层建筑结构的扭转效应，降低不规则性的负面影响，提高高层建筑结构稳定性和可靠性，改善高层建筑不规则外观效果，最大程度上满足高层建筑需求，从整体上提升高层建筑的经济效益和社会效益。
参考文献：
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[3] 周瑞钦. 高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J]. 中华建设. 2013(04)
论文作者:李宏升
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第18期
论文发表时间:2016/11/18
标签：规则性论文; 高层建筑论文; 结构论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 不规则论文; 刚度论文; 《低碳地产》2016年9月第18期论文;