中山市第二建筑设计院有限公司 528421
【摘 要】不规则建筑结构在现代化建筑设计中属于比较常见的结构类型，这类结构具有人文建筑景观，独具特色，能够带来一种另类的感受，有其发展前景。因此，观望不规则结构并不是可取的态度，而是应以各个地区建筑特色为依据尽可能的最大化其优势。为达到这一目标需掌握规范精神，并对工程现实状况有较好的掌控，从而科学的设计不规则结构。合理科学的调整不规则设计中的地震力、薄弱环节，针对相关问题制定解决方案，才能保证所创建的建筑高质量且独具特色。本文主要围绕不规则建筑结构设计展开讨论，并探讨相应的加强措施。
【关键词】建筑设计；不规则结构；抗震；加强措施
前言
对传统的设计理念与设计思想进行革新是不少设计师正在尝试的方向，这是城市建设发展需求决定的，只有革新才能确保现代化建筑的创建具备新颖别致与独具特色的要素，满足城市建设发展需求[1]。近年来，不规则、复杂性建筑结构与类型在各个城市中非常常见，这种趋势是观念与认识出现实时性转变的结果，这一趋势要求设计师对自身的理念与思想进行革新，从而更好的应对不规则结构设计挑战。
1.概述
规则形体是通常设计建筑所选用的结构，是以进行对称性来对平面进行布置，顺着竖向均匀性改变侧向刚度，会发生变化的还有竖向抗侧力构件材料与截面尺寸的实际强度，其变化为逐渐缩减，这样的规则形体可保证侧向刚度与承载性能的稳定。相比之下，对不规则建筑结构的可能性进行分析，主要有以下几点问题：质心、刚心的偏移常会发生于这类结构中，导致非常大的扭转；不规则建筑结构通常会有较大的集中应力形成于某一局部，造成的水平力量非常大，这会严重影响人们的财产安全、生命安全，最恶劣的后果是会带来致命性伤害[2]。正因为不规则建筑结构存在上述负面的可能性，我国制定了《建筑抗震设计规范》，明确要求了其设计加强措施。
竖向不规则与平面不规则是不规则建筑结构的主要类型。其中竖向不规则包含了楼层承载力突变、不连续竖向抗侧力构件、不规则侧向刚度；平面不规则包含了楼板局部不连续、凹凸不规则、扭转不规则。以不规则程度为依据可分为三种不规则建筑结构，严重、特别以及一般。
《建筑抗震设计规范》中要求需以结构的不规则程度为依据来采取设计加强措施，即区别处理。①以规程、规范的相关规定来对一般不规则结构实施设计加强措施；②以严格加强性措施处理特别不规则结构，且需具备相关的专业论证与探究，同时，需应用建设部令第111号处理高层建筑结构，专门审查其抗震性能；③施工作业不可实施于严重不规则结构，其使用必须做出相关修整。
2.加强措施分析
2.1场地选择
建筑场地的恰当选择是设计建筑结构抗震性能的关键内容，在地震场地范围同等的情况下，必须综合考虑会影响建筑结构、造成破坏的因素，建筑结构系统的最终确定需建立在结构设计的经济合理之上，通过这样的方式来有效提升建筑的匀质性与延性。
地震发生时通常会有一段持续时间，因此，需注意将多道抗震防线设置于结构设计中，尽可能的提升抗震结构设计基本准求与结构设计性能的一致性，从而有效提升结构的抗震能力。
2.2材料选择
施工时，需以施工具体规定为依据严格进行混凝土与钢筋的选用，确保混凝土与钢筋等材料的型号能够满足规定所要求的强度级别等标准。一般需以超过C25作为混凝土选用的强度级别，而结构构件纵筋主要选择具备经济性能、优质且安全的高强度钢筋，其中，以HRB400级别的钢筋较为常用。总而言之，需依照强度级别设计基本要求来进行建筑材料的选用，只有达到这一要求才能最大程度的体现出结构构件的承载性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
同时，还需确保建筑结构整体性的良好，首先，需了解工程结构的抗震级别，以此为依据确定抗震结构措施，确保措施的科学合理，以弱杆件、强节点基本设计准则为参照处理节点互相连接的部位，从而能够科学掌控构件连接，真正达到建筑结构的完整性良好。
2.3构件受力与结构刚度
稍微降低结构构件延性标准可达到强化不规则建筑结构刚度的目的，但在设计整个建筑结构的过程中，绝大部分的数据及相关结构均是通过电脑计算机获得，这是为了保证计算与判断方式所采取的方法。然而，单纯依靠计算机计算来设计不规则建筑结构有其不足之处，且存在问题较大，这是因为计算机所得结果较为片面，缺少全面科学的分析，容易导致实际工程情况与计算机计算结果的差异。因此，在应用计算机进行计算的同时应有效结合实践工作与设计理念，科学分析计算数据，然后调整相应的施工图，从而解决设计中存在的问题。
2.4抗震措施的强化
全面总结过去的地震灾害，为抗震措施的优化提供依据，这是科学设计不规则建筑结构的重要基础。不少学者在总结经验教训后均认为抗震措施的制定有其意义，可有效补充抗震计算结果[3]。若需处理的建筑结构为不规则甚至是严重不规则，对于这类十分复杂的建筑结构系统，需以明确的文书形式规定抗震结构措施，并要求设计师依照规定执行。
2.5现场处理
影响不规则建筑结构作业的因素较多，既有内部因素也有外界因素，外界因素的干扰非常多，其干扰会影响到结构设计的计算结果。因此，作为设计者，要想提升自身设计不规则建筑结构的能力，不但需对先进的设计经验、概念设计技术进行学习，还应在监理与管理职能上提升自我，以便在设计中出现问题时能够采取全面确切的解决办法，显著提升设计技术的同时积累施工现场处理经验，确保今后建筑结构设计方案的最佳选用，提升方案的科学性。
2.6调整措施
①选择恰当的计算模型与计算分析方法，如应采取空间结构计算模型、振型分解反应谱法处理不规则建筑，若建筑楼板局部不连续、凹凸不规则，计算模型的选用需满足楼板平面实际刚度变化，将地震剪力*1.15增大系数实施于薄弱层等。②对受剪承载力与层刚度比、扭转位移比、扭转周期比之比进行控制，对于多塔结构还需对塔楼偏置比进行控制。③从周边抗扭构件入手，将其抗剪能力提升，对结构抗扭性能安全进行强化。④将相对偏心距减小，对不规则结构平面布置采取相应的调整措施。⑤将强化抗震构造措施实施于薄弱部位，如采取洞口周边楼板加厚方法处理楼板削弱较大部位，同时还需采取双层双向配筋；对于薄弱部位，可将梁柱截面和配筋加大，将抗侧刚度提升等[4]。⑥需考虑抗震缝的设置，对结构进行划分，使之分成若干简单单元。
3.实践案例
以某地上六层图书馆为例，这一建筑为23.9m的总高度，长与宽分别为50.4m、39.9m，一层与其余楼层层高分别为4.5m、3.7m，柱网尺寸8.1*8.1m、7.5*7.5m、7.2*7.5m，属于标准设防抗震设防类别，0.05g基本地震加速度值，6度抗震设防烈度，II类场地类别，第一组地震分组。以现浇混凝土钢筋框架结构作为主体结构，三级抗震等级。该图书馆构件布置与形体不规则主要有以下方面：不连续的楼板局部，与本层楼板面积相比，各层开洞面积均大于该数值的30%，与楼板典型宽度相比，其有效宽度均小于该数值的50%；不规则的侧向刚度，与相邻上层侧向刚度相比，底层侧向刚度小于该数值的70%。
设计加强措施主要有以下五个方面：选用适当的计算模型，需满足楼板平面实际刚度变化，并将其列入楼板变形影响；以平动对整体扭转刚度X、Y方向主要阵型进行控制；扭转位移比考虑偶然偏心影响应不超过1.2；双层双向配筋，加厚开洞周边楼板，加至150mm，配筋率需超过0.25%；以地震剪力*1.15增大系数计算薄弱部位，将加强配筋应用于该层框架柱。
参考文献：
[1]徐英雷.复杂不规则建筑结构设计研究[J].中国科技纵横，2014（01）：129+132.
[2]马萍.高层建筑结构设计中不规则性分析与应用探讨[J].江西建材，2016（04）：32+35.
[3]陈智财.不规则建筑结构设计要点[J].科学与财富，2015（04）：178-179.
[4]吴登翔，周达靖.平面不规则高层建筑结构的设计[J].建筑工程技术与设计，2015（12）：529.
论文作者:袁敬辉
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第8期
论文发表时间:2016/9/5
标签：不规则论文; 建筑结构论文; 结构论文; 刚度论文; 楼板论文; 措施论文; 建筑论文; 《低碳地产》2016年第8期论文;