钱志平
衢州光明电力设计有限公司 浙江省衢州市 324002
摘要：到建筑环境、施工条件和经费等多种因素的影响，设计师在设计建筑结构时，不得不改变建筑结构的设计，进而使建筑结构出现了不规则的现象。为了保证建筑施工的安全性，设计者需要记录结构的不规则位置，并修改建筑设计方案，以保证设计的合理性。所以，对于建筑的设计者来说，只有了解建筑结构设计不规则性的种类，进而注意设计相关问题，才能更好地完成高层建筑结构设计工作。
关键词：建筑结构；结构设计；不规则性
一、现阶段建筑结构设计不规则性的特点
1、平面不规则
（1）扭转不规则：扭转不规则建筑结构指的是建筑每一层自身的最大弹性水平位移均大于楼层两端的弹性水平位移平均值的1.2倍。判断标准为单向偶然偏心地震作用下的位移比超过1.2倍，甚至超过1.5倍。
（2）凹凸不规则：凹凸不规则建筑结构主要表现为平面太狭长（L/B＞6）、凹进太多（I/Bmax＞0.35）、凸出太细（I/b＞2.0）等。凹凸不规则建筑结构判断标准为：阳光下，建筑结构平面凹进一侧的尺寸均大于其投影方向总尺寸的30%。
（3）楼板局部的不连续：楼板局部的不连续建筑结构指的是每一块楼板的尺寸及平面刚度变化较大。一般表现为：有效宽度Be大于典型宽度的50%，开洞面积At大于楼面面积A的30%。有些楼板局部特别不规则的，有效净宽度Be甚至会大于5米，或者一侧楼板最小有效宽度小于2米。
平面不规则会导致建筑平面质量偏心、平面刚度偏心、平面强度偏心，从而给整个建筑的施工及稳固性带来一定的问题。
2、竖向不规则
（1）侧向刚度不规则：侧向刚度不规则建筑结构指的是除了建筑顶层，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相比较，小于70%；和该楼层以上相邻三个楼层侧向刚度平均值相比较，小于其80%；楼层局部收进的水平向尺寸和相邻下一层相比较大于其25%。
（2）竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件不连续建筑结构指的是竖向构件位置缩进大于25%，或外挑大于10%和4m，或者上下墙、柱、支撑不连续，含加强层、连体类等。判断标准为：竖直方向上的抗侧力构件内力可以通过水平转换为构件向下传递。
（3）楼层承载力突变：楼层承载力突变建筑结构指的是建筑相邻层受剪承载力变化大于80%。
3、建筑结构本身不规则
建筑结构本身的不规则主要指的是由于建筑楼层质心的偏移、建筑施工的限制、建筑结构刚度的退化等因素导致的建筑表现出的不规则。建筑楼层质心的偏移主要表现为建筑结构自重和荷载的实际分布存在一定的变化，从而导致建筑质量中心和建筑结构几何中心不能重合。受施工技术、施工材料、建筑构件尺寸等因素的影响，在建筑工程施工的过程中会使刚度存在不确定性，从而导致刚度中心偏移，导致建筑结构出现扭转反应。
二、建筑结构设计不规则性问题
建筑结构的不规则性会为建筑结构带来一定的扭转作用，进而使建筑对扭转作用的抵抗能力遭受到一定的考验。所以，设计者在设计建筑的不规则结构时，需要采取相应的措施来降低结构承受的扭转作用。
1、结构偏心距问题
建筑结构的扭转效应和结构的相对偏心距具有着一定的函数线性关系，所以要想减少结构的不规则性为结构带来的扭转作用，设计者在结构设计时，就要考虑结构偏心距的问题，从而使建筑承受较少的扭转效应。具体来说，设计者可以通过详细的计算，来分析结构空间及平面分布，进而将楼层间的位移比例进行一定程度的压缩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然后，在分析结构重量核心和刚度中心位置数据信息资料的基础上，设计者就可以规范和调整结构刚度分布，并调整离重量核心较远的抗侧力设施数量，从而降低结构相对偏心距，使结构具有更强的抗扭转能力。
2、结构抗侧刚度和抗扭刚度比问题
相关研究发现，建筑结构的扭转效应与结构周期比的平方有着线性关系。所以，设计者在设计建筑结构时，可以通过减小建筑结构的周期来调整结构承受的扭转效应。具体来说，就是设计者在设计剪力墙时，要在规定的范围内增加剪力墙的长度和厚度。而想要使结构的抗扭刚度得到一定程度的增加，就需要设计结构边上的拉梁，缩小结构的抗扭转周期。另外，设计者也可以通过增加周边连梁的刚度来增加结构的抗扭刚度。
3、周边抗扭件抗剪力问题
要想使建筑结构在强烈震动下保持安全，就不能只调整建筑结构布置。因为一旦结构受到较大的外力作用，就会出现不可逆的破坏现象。而相关的研究显示，建筑如果长期都处在非弹性阶段，在多重地震作用的影响下，规则的建筑也会出现一定的形变，并产生偏心的问题。所以，要想保持结构的抗震性，就要适当增强结构边缘构件的抗剪强度。这样一来，即使结构承受了一定的外力作用，在自身弹性作用的影响下，也将恢复到正常状态。
三、建筑结构设计不规则性的应对措施
在对地质灾害造成的建筑结构损毁的研究中，科研学者们发现了一些规律，地质灾害发生时，建筑结构遭到严重破坏的地方大都是集中在平面结构不规则的地方，地震发生的时候，地震引发的建筑结构水平、竖直或扭曲等作用会对房屋造成严重的损伤。这些现象的发现和总结，给我们的建筑师们明确指出了需要改进和注意的方向，要求设计师们在在建筑结构设施中，需要严格的保持建筑内部的对称性，按照规律进行区域划分，同时，在既定的范围内，增强建筑结构的抗震性能，加强建筑结构的安全系数。
1、尽量减少建筑结构相对偏心距的大小
建筑结构的扭转效应和相对偏心距在特殊范围内呈线性的函数关系，即想要降低主体结构扭转效应带来的负面影响，更大程度地压缩楼层之间的位移比例，就应该有效降低相对偏心距的大小。在实际建筑应用中，可以主要采取以下的方法来减少主体结构的相对偏心距事先要经过详细的计算，根究结果来研究分析如何协调主体结构空间以及平面上的分布，并在设计图上标出整体结构的重量核心与刚度中心的位置，除此之外，要做好相应的数据信息资料分析，规划建筑结构的刚度分布，然后就可以适量调节偏离重量核心较远的抗侧力设施的数目。
2、最好改进建筑结构抗侧刚度与抗扭刚度的大小
根据有关的调查的结果分析，可以得出这样的一个结论主体结构出现的扭转效应和结构自我震动周期的平方值保持线性函数关系，因此，在设计主体结构时，可合理地降低建筑结构自我诊断的周期长短，来削弱主体结构的扭转效应。在有关剪力墙的设计过程中，就应该在有效区域内科学调节墙体的长度或者厚度大小，尤其是那些离结构刚度中心较远的墙体。改善主体结构的抗扭刚度在实际应用中通常是采取在结构边缘装置柱粱的方式，来降低主体结构的自我震动周期，另外提高边缘连梁的刚度值大小同样可以达到改善主体抗扭刚度的目的。
3、科学建造防震缝
在日常的建筑结构的施工过程中，总会因为建筑内部构造和功能设计的不同等其他因素的影响，导致很难实现各种结构有规则的拼接成一个整体，因此，防震缝的建造就可以很好的实现两边不同设施的连接，同时也可以将建筑内部划分为不同的区域，这样也可以很好的分摊上层建筑的受力，加强建筑结构的抗震性能，即使发生地震灾害也能给与房屋之间留有缓冲的空间。同时，还需要根据建筑的实际情况来确定建造适合建筑结构的防震缝。
结束语
建筑结构设计的不规则性不仅会影响建筑自身的稳固性，还会影响整个城市的美观以及城市经济的发展。建筑结构设计不规则会导致很多问题，对此，可以通过合理利用空间和地面、保持适度的建筑结构相对偏心距、提高建筑结构周边抗扭转构件的抗剪力、改进建筑结构抗侧刚度、建立防震缝等措施尽可能的降低因建筑结构设计的不规范而带来的负面影响。
参考文献：
[1]马小莲.浅析建筑结构设计的常见问题[J].黑龙江科技信息，2011（20）.
[2]宗光国.高层建筑结构设计要点分析[J].科技创新与应用，2013（8）.
论文作者:钱志平
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/15
标签：建筑结构论文; 刚度论文; 结构论文; 建筑论文; 不规则论文; 偏心论文; 楼层论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;