摘要：在保证建筑功能完善，结构体系合理的同时，应彰显建筑的个性和美感，因此，进行高层建筑设计时，可融入不对称结构以及不规则结构设计。例如，在高层建筑中，加入不规则设计元素，使建筑高低错落有致，凸凹大小不一，一扫建筑的平庸与呆板，增强建筑的浪漫与灵动，使人耳目一新，眼前一亮。例如，北京的鸟巢建筑，沈阳盛京大剧院都是建筑与艺术的完美结合，是不规则设计的精美之作。然而，要实现不规则设计，并非易事，需要调动建筑师的灵感与智慧，并进行多次计算复核与优化设计，以保证高层建筑的使用功能与美观相统一。本文对高层建筑不规则结构设计的应用进行研究。
关键词：高层建筑；结构设计；不规则性
1 不规则高层建筑结构的发展现状
现阶段，我国的建筑工程项目的种类繁多，其需要考量其所面对的各类施工环境以及施工条件等外力因素，其受到多种外力因素的作用，使得建筑设施的结构无法保证绝对的规则性以及对称性。通常建筑设施的不规则形主要表现在凹凸不平的表面上、部分建筑楼板的断裂等方面。其建筑工程项目活动的开展必须要以建筑结构的不规则性位置为基准，不能影响到其建筑结构模型的构建，同时，其还应当确定出其结构的实际布置方案，找出建筑设施自身较为薄弱的部位，尽可能的去提升整体建筑结构自身的合理性。通常来说，不规则的建筑结构会导致其在水平方面产生偏心侧力，同时还会导致其产生不同程度的扭转变形，让其结构的抗侧力无法发挥出其效用，另外其还会加大其实际的施工成本，因此，相关的设计人员必须要懂得实时的调整建筑结构的设计方案，利用规则以及对称等设计方式提升其建筑设施自身的结构性能。大多数的建筑施工人员会为了满足城市化的发展需求，尝试这建造一些极具创新性的建筑设施，目前，我国很多城市中都出现了较多的复杂的不规则结构，其结构的出现带动了我国建筑行业的发展，会在一定程度上增加其建筑设施的美感，但是其设计以及构建也会给相关的施工设计人员带来工作上的挑战。
2 不规则建筑设计特点分析
现代建筑中，不规则建筑分为平面不规则与竖向不规则2种。平面不规则建筑又包括楼板局部不连续、扭转不规则以及凹凸不规则3种；竖向不规则主要指楼层的侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续以及楼层承载力突变。下文主要对这两种不规则建筑进行论述。
2.1 平面不规则特点
在现代建筑中，平面不规则主要有3种表现形式：（1）楼板局部不规则。即楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或有较大的楼层错层。（2）建筑外形凹凸不平，这种不规则类型主要表现为建筑某一结构面会向下或向内凹陷，且有具体的凹陷尺寸，如商场的设计。（3）扭转不规则。即在规定的水平力作用下，楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍。
2.2 建筑竖向不规则的特点
在建筑不规则设计中，平面不规则是建筑不规则的一种类型，竖向不规则也是建筑不规则的一种表现类型，通常将竖向不规则类型的特点分为以下几点：（1）建筑的侧向刚度不规则，判断建筑是否为侧向刚度不规则的标准为侧向刚度值，如果某楼层的侧向刚度与上一楼层的侧向刚度值相比较小，并小于上一楼层的70%，并且水平向的收进尺寸比下一楼层的水平向收进尺寸大，且大于25%，那么可以将这一建筑判断为侧向刚度不规则；（2）竖向抗侧力构件的内力由水平转换构件向下传递，为竖向不规则；（3）竖向不规则设计类型的判读标准为楼层的承载力，如果楼层的承载力发生变化，并且楼层间的抗侧力结构受到的剪力小于上一层的结构受到剪力的80%，那么可判断建筑为竖向不规则类型。
3 高层建筑结构设计过程
高层建筑结构设计过程大致上可以分为3个阶段：结构方案设计阶段、计算阶段以及施工图设计阶段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.1 建筑结构方案设计
根据建筑的主体结构以及建筑所处区域的地质勘查报告等内容进行结构设计。建筑的结构形式中，既包括建筑的框架结构，也包括框剪结构、剪力墙结构、筒体结构、混合结构、砖混结构等内容，确定这些结构形式后，需要根据不同的结构形式特点以及具体的要求对结构的承重体系以及受力构件进行合理的布置与设计。
3.2 建筑结构计算
在建筑结构的计算环节，首先需要进行荷载计算，荷载计算包含的内容较多，根据建筑部位，将荷载计算分为内部荷载与外部荷载，外部荷载中又包含许多内容，在计算过程中，必须严格按照相关计算公式与计算标准进行。
4 高层建筑设计中不规则结构应用
从当前我国高层建筑不规则结构的应用情况来看，高层建筑的不规则部位更容易受到外力的损害，因此，高层建筑不规则结构的设计要完善主体结构，而在建筑的结构设计中，主要依靠柱、墙、板、梁、楼梯等结构元素完成建筑结构设计，因此，在高层建筑结构设计中，要保证建筑结构的完整性，利用概念设计的方式确定具体的结构方案，确保建筑结构的合理性。
4.1 适当调整偏心距
在高层建筑不规则设计中，偏心距是一个重要因素，对建筑的质量有重要的影响。偏心距的测算需要依据其测算公式，根据受压构件的偏心测算原理，测算实际施工时的偏心距，并结合测算结果，对偏心距进行适当的调整，从而优化建筑的整体结构，同时对高层建筑的平面分布进行合理的调整，并使建筑结构的安全性与稳定性得到保证。
4.2 增加建筑抗侧刚度
高层建筑的不规则设计与实际施工不可避免地会出现一些差异，因此，在对高层建筑进行不规则设计时，需要提高建筑的抗侧刚度与抗扭刚度，根据工程概况适当增加剪力墙面积，从而提高建筑结构的稳定性，或通过增加剪力墙厚度的方式使建筑结构的稳定性得到有效保证。除此之外，距离建筑物刚度中心较远的剪力墙也是影响结构稳定性的重要因素，在进行高层建筑不规则性结构设计时，也要注意该监理墙设计的合理性。
4.3 科学规划不规则部件，并做好降震措施
在高层建筑不规则设计的施工过程中，会遇到各种影响因素，为尽量避免客观因素的影响，需要在设计环节对这些影响因素进行综合考虑，并做好合理的规划，为施工提供便利。此外，在施工中，可以通过一些防震措施降低施工风险，例如，在高层建筑周围设置防震缝，通过防震缝缓解地震力对房屋的冲击，起到对建筑的保护作用。
4.4 周边抗扭构件抗剪力的设计
想要保障高层建筑结构的稳定程度，就需要对其建筑设施所受到的振动以及承重力进行衡量，不能一味的对其结构进行布置和调整，经过实践表明，如果其建筑结构始终处于一个非弹性的阶段，那么其建筑设施所受到的地震效用就会随其形态的变化而变化。如果考虑建筑结构的抗震性能，则应该强化那些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。
结束语
综上所述，高层建筑结构不规则设计已成为现代建筑设计与发展的趋势，不规则设计不仅能凸显建筑的特色，还能起到美化城市的作用，但是在追求建筑艺术性的同时，仍要重视建筑的质量，进而提升建筑的舒适性与安全性。
参考文献
[1]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(4):32+35.
[2]姜海凤.关于高层建筑结构设计不规则性的研究和应用[J].江西建材,2015(7):55+60.
[3]付艺璇,满国君.关于高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].门窗,2013(7):190+193.
论文作者:李涵玉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/20
标签：不规则论文; 建筑论文; 结构论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 结构设计论文; 《基层建设》2019年第8期论文;