摘要：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。
关键词：高层建筑；不规则结构；结构设计
引言
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。
1高层建筑用不规则设计的优点与缺点分析
1.1高层建筑不规则结构设计的优点
对于高层建筑而言，其不规则结构设计已经受到了越来越多人的喜爱和支持，被广泛运用到高层建筑设计中，成为一种新型建筑美学的象征，因此，对于高层建筑不规则设计的优点还是有很多的，具体表现为：（1）对于高层建筑而言，它传递了一种新的设计美观，打破了人们固有的常态思维，建筑设计不再是单调的讲究对称、协调等设计方式，而是开始追求大胆突破、潮流新颖、自由个性化等，为传统的建筑设计注入了新的元素，推动了现在高层建筑艺术文化的个性化发展。（2）随着社会的进步与发展，不规则建筑物也带动了艺术文化的发展，对于高层建筑的不规则设计而言，已经融入到了人们的生活中，成为了高层建筑设计的新型审美观念，可以使城市的建筑更有特色，更具知名度和影响力，也推动了城市的发展。同时个性化的不规则建筑设计，也代表了人们日益增长的精神需求，体现了现代都市的个性潮流和趋势。
1.2高层建筑不规则结构设计的缺点
虽然高层建筑不规则结构设计具有很多优点，也开始融入到建筑设计行业中，慢慢符合了人们的审美需求，但是也具有一些缺点和不足，具体如下：
（1）在进行高层建筑不规则结构设计的时候，如果采用了平面不规则结构类型进行设计，虽然具有一定的美观度，但是从建筑质量方面考虑，会出现一些问题，例如建筑物的平面形状、质量、刚度、承受力等方面，都会出现偏心、偏移等现象。因此，在这种条件下，设计而成的建筑物会有很多的安全隐患和质量问题。（2）对于高层建筑施工而言，一般不规则的建筑物进行施工的时候，其投入的人力、时间、造价等成本会比一般的建筑物投入的较多。同时，如果发生地震、扒暴雨等自然灾害，其抗灾的能力也较差，所遭受的破坏会更多。
2高层建筑不规则结构设计要点
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
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。
2.4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。
2.5合理调整抗侧强度及扭曲刚度
经大量研究与调查可知，随着振动周期的改变，会对扭转效应带来明显的影响。以上述理论为基础，出于优化高层建筑扭转效应的目的，可将振动周期作为切入点进行分析，采用改变振动周期的方式来缓解扭转效应。在对剪力墙进行设计时，应选择合适的墙体厚度与长度，这对中心间距较大的墙体而言显得更为重要。常见的方式有：在结构边缘增设梁、柱等结构，以改善结构抗扭强度，缩减振动周期。此外，还可对边缘连续梁的刚度进行调整，优化扭曲刚度。就理论层面而言，基于提升连续梁抗剪能力的方式可有效增强结构的性能；从实际操作层面考虑，则需合理加大剪力墙连梁的截面宽度。基于以上方法，对于剪力墙连梁结构的整体刚度也可发挥出积极效果，能够确保建筑结构的稳定性。
2.6降低建筑结构偏心距
当建筑结构存在偏心距问题时，有可能会对高层建筑的质量造成影响。因此，在设计阶段就应尽可能降低建筑结构的偏心距，在源头上将不利因素消除，确保建筑的稳定性。基于改善扭转效应的目的，应对建筑的整体布局进行优化处理，最大程度上降低楼层的位移比，缩短质心与刚心的距离。工程中较为可行的措施有：对建筑结构进行整体计算分析，对不规则平面进行适度调整，而后对调整后的结构进行再次分析，经多重验算且确保无误后方可通过。基于上述方法不但可得到建筑的质心与刚心，还可掌握结构的刚度分布，以便对侧抗力结构构件进行适度调整，确保高层建筑的稳定性。
结束语
总而言之，对于高层建筑行业而言，不规则结构设计是一项重大的突破，也打破了传统的设计理念，开始追求不一样的审美，并且慢慢被大众所接受。本文详细说明了常见的不规则结构类型，然后列举了其优点与不足，最后阐述了不规则设计的运用，强调了设计美感与安全性相结合的重要性，以促进高层建筑的长远发展。
参考文献：
[1]何礼达.论不规则性在高层建筑结构设计中的运用[J].河南科技，2010，14（01）：30.
[2]周建军.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].低碳世界，2015，（22）：198-199.
[3]李前胜.高层建筑结构设计中不规则分析及其应用[J].建材与装饰，2014，（48）：3-4.
论文作者:孙胜利
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; 结构论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 刚度论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2019年第27期论文;