摘要：现阶段,社会经济得到了大力发展,建筑行业对我国社会经济的发展作出了极为显著的贡献,而作为建筑工程施工的基础,建筑结构在整个建筑工程中的意义极为重大。但是,设计人员在设计建筑结构的时候,难免会遇到或多或少的不规则建筑结构,这就使建筑设计工作的难度有所加大。对此,文章根据自身的工作经验,对高层建筑设计的不规则性展开分析与探究。
关键词：高层建筑；结构设计；不规则性；研究
引言
在工程中,由于会考虑各种不同的环境、条件等,导致建筑物不可能绝对的规则和对称。建筑物的不规则性一般表现在:平面凸凹的不规则、局部楼板的不连续、不规则以及建筑物自身在竖向刚度上的不连续性、不规则等。实际工程中必须比较准确的判断建筑结构的不规则位置,只有这样才不会影响到对建筑结构的建模、确定建筑结构的一系列布置方案、以及确定建筑物本身比较薄弱的地方,进而在一定程度上提高整个建筑结构的合理性、安全性以及经济性。不规则的建筑结构会引起结构在水平方向上的偏心侧力,而进一步产生一定的扭转变形,不利于结构的抗侧力,同时也会导致成本的较大增加。所以设计者需要尽可能的将建筑结构物设计为对称、规则的以便提高建筑物本身的一些结构性能。
1高层建筑结构设计不规则性特征
1.1高层建筑平面不规则
扭转不规则。扭转不规则指的是高层建筑内部结构在水平载荷作用下产生的最大位移大于整体水平位移的结构形式。具体而言，扭转不规则的评定标准为，该结构在偏心载荷作用下产生的最大位移与平均位移的比值大于1.2。凹凸不规则。凹凸不规则是可以通过观察直接判定的，从观察者的角度看，这类不规则现象主要体现在主体结构平面狭长、凹凸不均等方面。具体而言，凹凸不规则评定标准为，该结构在照射条件下凹入部分尺寸大于投影尺寸30%。楼板不连续。楼板不连续指的是在高层建筑内部楼梯结构处，不同楼板的刚度不同，楼板体系存在较为明显的刚度差异。楼板不连续的评定标准为，高层建筑内部楼板的有效宽度大于典型宽度50%，开洞面积大于楼面面积的30%。
1.2高层建筑竖向不规则
（1）侧向刚度不规则。侧向刚度不规则指的是不同楼层间侧向刚度存在显著性差异，在承受竖向载荷情况下，不同楼层的轴向形变不同的结构现象。具体而言，侧向刚度不规则评定标准为，评价目标楼层侧向刚度小于上部楼层侧向刚度层的70%；评价目标楼层侧向刚度小于相邻上下楼层侧向刚度平均值80%。
（2）竖向抗侧力构件不连续。竖向抗侧力构件不连续指的是高层建筑垂直方向上结构构件在载荷作用下缩进或外挑程度不同的结构现象。具体而言，竖向抗侧力构件不连续的评定标准为，不同位置构建缩进差异大于25%，或外挑差异大于10%和4m。
（3）楼层承载力突变。楼层承载力突变指的是相邻楼层结构在接受外部应力作用的条件下，承载剪应力表现不同结构现象。具体而言，楼层承载力突变的评定标准为，评定目标楼层在检测过中剪应力承载水平波动变化超过80%水平。
1.3高层建筑自身结构不规则
高层建筑自身结构不规则指的是，在结构设计初始阶段，为了追求建筑造型的独特性其结构本身就是相对不规则的，并且建筑结构中不同位置所选用材料的不同，使得建筑结构的整体应力表现呈现不规则。具体而言，高层建筑自身结构不规则主要体现在建筑整体质心与轴线不重合、竖向载荷分布不均、水平侧移不一致扥系列问题上。同时，在具体的施工建设过程中，机械或认为的操作可能加剧这种不规则性的影响，从而是高层建筑整体刚度呈现出不可预测的变化，整体稳定性难以保证。
2高层建筑中不规则建筑的发展现状
随着我国科技技术水平的逐步提升,我国建筑行业也在不断的发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着城市的不断扩建,设计者们为了迎合城市建设的发展需求,他们已经逐步更新了自己以往建筑物必须要对称、规则的观念,他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑,如非对称、不规则的建筑结构物。随着人们的观念的转变,现如今大城市中出现了许许多多的复杂体型和不规则结构,这种趋势在某种程度上代表了我国以后建筑的发展方向。虽然这些不对称、不规则的建筑结构给城市增添不少亮丽的风景,但是它们的设计与建造却给结构设计人员以及施工人员带来了严峻的考验。
3不规则高层建筑结构设计中的要点环节研究
3.1不规则高层建筑结构设计基本原则
高层建筑结构设计实践经验表明，在一定的外部应力作用下，产生建筑结构稳定性问题多为不规则性突出、应力较为集中的部位，其根源在于不规则性导致的建筑抗剪切与扭转作用性能的下降。因此，在高层建筑结构设计中，应对不规则性较为突出的部位进行加固，达到限制剪切扭转作用的效果，在其基本实施原则如下：
（1）全面降低高层建筑结构平面不规则性，将结构质心偏离量控制在有限的范围之内，限制因质心偏移力矩过大造成的扭转效应影响；
（2）通过结构选型与材料选用，提升结构整体的扭转刚度水平与一致性，避免扭转应力承载薄弱结构部位出现问题而形成连锁性反应。
3.2不规则高层建筑结构设计中的要点环节
（1）偏心距控制。在高层建筑结构设计中为了合理控制不规则性的影响，应采取以下措施对偏心距进行控制：首先，设计人员应结合建筑结构设计的实际情况，对结构内在不规则性进行深入的研究分析，依据计算结果准确掌握建筑结构的质心、刚心情况，从而为后续设计工作的进行打下基础；其次，需要做的便是通过相关数据以及实践经验比较准确的判断建筑结构的刚度分布；最后在适当的增减距质心较远的抗侧力构件。
（2）提高周边抗扭构件抗剪力。在高层建筑不规则性设计过程中，设计人员应确保结构在一定的震动条件下具有良好的稳定性表现。相关技术人员通过实验得到了如下的结论，即：当建筑结构处于非弹性时期时，对称的建筑结构受到双向水平地震作用便会随形态变化的而偏心。如果考虑建筑结构的抗震性能，则应该强化那此受抗扭效应制约构件的抗剪性能，以便使得建筑结构可以在强震作用下保持整体弹性状态。
（3）较小地震带来的破坏，设置防震缝。在实际工程中经常会遇到平面形状比较复杂的建筑结构，难以将平面结构布置成规则的结构，此时便可以通过设置一定的防震缝将结构分成比较简单的结构单元。如果防震缝两侧的结构体系不同，或是地震反应效应不同的时候，要根据不利一侧的结构来设计防震缝的宽度。而如果相邻的建筑结构基础沉降比较大，在设计防震缝的时候可以同时将其作为沉降缝来使用。
（4）调整建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比。由相关研究表明:建筑结构的扭转效应与结构周期比的平方的关系基本上是线性的关系,所以在设计建筑物时,可以考虑适当的减小建筑结构的周期。在做剪力墙时,则需要在合理的范围内尽量的加长或者增厚周边剪力墙,特别需要重视的是那些离刚心最远处的剪力墙。加大结构抗扭刚度的一般做法是在建筑结构边上设拉梁,同时缩小建筑结构的扭转周期,还可以通过增加周边连梁的刚度来实现。
结束语
综上所述，高层建筑能够有效节约城市土地，满足城市人口大量聚集对于建筑空间的实际需求。新近出现的大量高层建筑都存在着结构不规则现象，使得结构设计工作难度大大提升。因此在进行不规则设计的过程中，设计人员应对高层建筑结构进行深入的研究分析，找出应力较为集中的薄弱环节，采取相应的设计加固措施提升结构的稳定性。本文阐述了高层建筑结构设计不规则性的基本特征，提出了相应的设计要点，具有一定借鉴价值与参考意义。
参考文献
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论文作者:邢娜娜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/9
标签：不规则论文; 建筑结构论文; 结构论文; 刚度论文; 规则性论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;