摘要：随着科学技术的不断发展和人们生活水平的日益提高，人们对物质外观、精神文化的需求也在不断加强，在审美观的全面提升下，当代高层建筑物的结构设计也从以前的规则性、对称性逐步转向不规则性、不对称性。在高层建筑结构设计中，不规则性可能会影响高层建筑的结构布局、位移比的控制、架空楼层或薄弱楼层设计、施工图的设计等，因此需从经济性、安全性、合理性的角度出发准确判断并分析高层建筑结构设计的不规则性功能和位置，以最大程度的增加建筑物的各种结构性能。
关键词：高层建筑结构设计 不规则性 应用
引言
在设计高层建筑结构的时候，因为会受到多种因素的影响，导致建筑结构经常出现不规则性，主要就是体现在局部楼板不规则、竖向自身刚度不规则以及凹凸不规则等，所以，在实施设计建筑结构的时候，需要准确判断设计建筑不规则性，保证建筑的安全性和稳定性，高层建筑设计不规则性不但能够提供良好视觉效果，也能影响建筑整体安全性，因此，在设计建筑结构的时候，需要高度重视不规则性，完全设计建筑结构的效果和作用。
1.高层建筑不规则性的发展现状
伴随着不断发展科学技术以及国家经济，开始大力发展建筑行业，为了能够满足市场需求以及城市化发展进程，设计人员在设计建筑结构的时候，需要不断更新和改变设计理念，从传统的对称设计规则和理念变为多样、新颖、独特的建筑设计风格，如不对称、不规则高层建筑结构，因为不断改变的思维意识，越来越多出现复杂外形的设计结构，不规则的高层建筑形式，基于此，未来高层建筑发展方向就是不规则设计，虽然不规则设计方式能够极大程度提高建筑美感度，但是会在一定程度上提高建筑强度，怎样在保证稳定、安全的基础上，设计独特的不规则建筑形式，成为建筑行业未来发展的重大问题。
2.高层建筑结构存在不规则性的种类
2.1平面不规则结构
平面不规则结构的特征主要有：（1）扭转不规则，扭转的位移比大于1.2。（2）凸凹不规则，包括平面狭长、突出过细、凹进过多等。（3）楼板局部不连续，局部楼板宽度不足所在层典型宽度的一半，开洞面积大于总面积30%，有较大错层等。
2.2扭转不规则的判定
建筑结构的平面不规则性大致可以分为三种：一是平面形状不规则，也称为凹凸不规则；二是楼板局部不连续，连接较弱；三是抗侧力体系布置引起的扭转不规则。国内外的规范都是从不规则结构的震害实际调查着手，考虑地震作用的不确定性和地震效应计算的不完整性，对结构的不规则性给出判别的准则。在这三种不规则性中，平面形状不规则和楼板局部不连续的判别比较直观。而扭转不规则，是结构平面不规则最重要的控制指标，需要进行分析计算来判别。
2.3判定指标--位移比
由不规则结构的地震反应特征入手，通过分析质量和刚度平面分布，确定结构反应，计算扭转变形与侧向变形的相对大小，通过扭转位移比值来判别结构的不规则性。如果结构扭转变形太大，会造成边缘构件变形过大，进而过早地进入破坏状态，造成局部倒塌继而可能引起整体结构倒塌，这样的破坏机制难以实现整体结构的延性，对结构抗震十分不利。因此，控制扭转位移比值是需要我们高度重视的工作之一。
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3.高层建筑不规则结构设计采取的对策
高层建筑物在地震的时候较易遭受破坏的一些结构大多都是平面不规则性结构，同时建筑物的刚度偏心、质量、承载力以、抗扭转刚度过于脆弱的建筑结构，其中，扭转效应对于建筑设计结构的破坏是最为严重的，那么，在工程设计的时候就有必要对其结构的相关扭转效应进行有效控制与限制，例如可以尽量对建筑物设计结构平面上的不规则进行控制，这就能够防止较大偏心的出现，进而使得建筑物的内部结构出现明显的扭转效应；另外，还可以在一定的条件下尽量增强高层建筑物设计结构的扭转刚度，抑制其太脆弱而产生破坏。因此，有效研究减少建筑物内部结构扭转效应的对策就成为设计过程中所要重点关注的问题。
3.1提高建筑物抗扭构件的抗剪力
高层建筑物的抗震设计就是达到建筑物在地震时安然无恙的效果，这单单依靠结构布局的调整是不够的，由于建筑物结构在非弹性时期内，对称、规则的结构会因为双向水平的震动作用产生形态变化进而出现偏心现象，那么考虑结构本身的抗震性能就可以来强化建筑物中受抗扭效应制约的结构的抗剪性能，这样就可保证建筑物在地震的时候还会处于整体弹性的状态。
3.2控制高层建筑物结构的抗扭刚度与抗侧刚度之比
由于高层建筑物内部结构中扭转效应和结构周期之比的二次方趋于一种线性的关系，那么在建筑物结构设计的时候，需要想方设法的减小其结构周期。比如说在设计楼层剪力墙时，要在条件允许的情况下加厚或加长相邻的剪力墙，尤其是要注重距离刚心比较远的剪力墙。通常使建筑物结构中抗扭刚度加大的方法是在相应构件上增设拉梁，并且尽量缩短其结构扭转周期，另外也可以加大相邻连梁刚度来达到目的。
3.3 在结构中加设防震缝来减小地震造成的破坏
现代建筑工程中越来越多的出现一些复杂的各类建筑结构，这都是由于实际条件限制而使得无法将平面结构设计成规则或是对称的结构，这时就有必要设置规范的防震缝来把结构分解成相对简单的单一结构个体，其中还要注意在设置抗震缝的过程中，若两侧的构件体系差异较大或者对震动反应表现不同之时，那么抗震缝的设计宽度就要更多的考虑薄弱一侧的结构构件；而当结构相邻的建筑构件基础沉降量比较大的时候，也可增设兼做沉降缝的建筑抗震缝。
3.4 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。
4.结论
综上所述，在高层建筑的结构上实行不规则性改良的创新，不仅能够在建筑的外观上给人耳目一新的感觉，还能够充分的满足建筑本身的功能方面的需要，还能够间接的影响到建筑结构布置的经济性和安全性。在结构设计的时候需要重点考虑建筑物的薄弱楼板或构件，在强化的同时不断控制偏心距，这也是今后高层建筑结构设计中对不规则性研究所要解决的重要问题。
参考文献：
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[2]辛红军.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].科技资讯.2012-04-13.
[3]范文彬；唐明忠.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].建筑设计管理.2014-06-25.
论文作者:黄振强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/15
标签：规则性论文; 结构论文; 不规则论文; 建筑物论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 高层建筑论文; 《基层建设》2019年第21期论文;